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1820年,法國天文學家“阿列西·布瓦爾”(Alexis Bouvard)幾乎是第一個發現天王星的人

他當時在用原始的星表追蹤夜間的「天王星」劃過天空的位置,然而天王星並沒有像他預測的那樣圍繞著太陽執行,有時它轉得太快了,有時又轉得有點太慢,“阿列西·布瓦爾”知道他的預測是正確的,因此這一定是陳舊星表的不準確性所導致的,他跟其他天文學家說“要做更好的測量”,於是他們就花費了將近20年的時間,一絲不苟地追蹤天王星劃過天空的軌跡,但是結果依然和“阿列西·布瓦爾”的預測不一樣,這就是著名的《天王星的軌道表》。直至1840年,事情變得很明顯:問題不是出在陳舊的星表上,而是在於那些預測上,同時天文學家們也知道了其中的原因,他們意識到,一定是有一個遙遠的巨大行星,剛好在天王星軌道的後面,影響著天王星的執行速度,有時推著它導致它移動得太快,有時又拉著它減慢它的執行速度。當時天文學家們很崩潰,因為它們知道相距遙遠的巨行星重力效應,卻還不知道如何找到這顆行星,導致不能在“阿列西·布瓦爾”證實這顆行星的存在。

圖解:時任法國巴黎天文臺臺長“布瓦爾”

天王星的發現得到證實

但是到了1846年,另一個法國天文學家“奧本·尚·約瑟夫·勒維耶”(Urbain Jean Joseph Le Verrier),通過數學計算,找到了如何預測行星位置的方法,他把他的預測結果告訴了柏林天文臺,於是柏林天文臺按照他的方法,在第一天晚上觀測到了一個很微弱的光點,緩慢地從天空劃過,然後發現了天王星,天王星的位置和“奧本”的預測結果在天空中是一樣的。這段關於預測、區別、新理論以及成功發現使得“奧本”也因此成名。

著名的錯誤

在過去173年裡,無數位天文學家利用所謂的軌道偏差,來預測太陽系中是否存在新行星,但他們的預測卻一直出現各種問題,其中最有名的一個錯誤來自於“帕西瓦爾·羅威爾”(Percival Lowell)他堅信在天王星和海王星後一定還有一個行星在干擾那些軌道,因此在1930年冥王星被發現於“洛厄爾”天文臺時,所有人都以為這顆行星一定就是“帕西瓦爾”曾預測的那一顆,天王星和海王星就在它們應該在的地方(“帕西瓦爾”通過計算推測出天王星和海王星在受一顆未知名的行星影響,當這顆未知名的行星執行到一定的軌道,天王星和海王星就會出現在現在這個位置上),當時的天文學家認為“帕西瓦爾”的預測是正確的。

意外發現的“第9大行星”

於是天文學家們就做了更好的測量去證明這顆未知名的行星存在的證據,但是測量的結果表明,在天王星和海王星的軌道後面並沒有行星的出現,並且“冥王星”的體積比預測的要小几千倍,以至於對天王星和海王星的軌道不會產生任何的影響,因此,儘管“冥王星”後來被證實並非本意是想要預測的那顆行星,但這是目前對已知行星外軌道上存在的數千顆微小的結冰天體(柯伊伯帶天體)的首次發現,“冥王星”也就是在這次意外中被發現的。

通過太陽系中4大氣態巨行星的執行軌道圖我們可以看到木星、土星、天王星和海王星以及柯伊伯帶天體的執行軌道,柯伊伯帶天體是在行星外圍的結冰天體。這些結冰天體會因為行星的重力場,按照完全可預測的方式被推拉。所有的行星都在以它們該有的方式圍繞著太陽執行。

被忽視了73年的未知名行星又出現了

在2003年,當時在太陽系中探測到了最遙遠的已知天體(冥王星),

天文學家認為海王星之外並沒有其它行星。

然而,“帕西瓦爾”曾預測的那一顆被忽視了73年的那顆孤獨天體被發現了,它擁有非常巨大的橢圓軌道,使它繞太陽一週需要一萬年的時間,天文學家將這個天體的名字命名為“塞德娜”(Sedna).因紐特人海洋女神的名字,以致敬它一生都在冰凍的環境中。

“塞德娜”和體積約是冥王星的1/3,並且是海王星外的結冰天體中,相對比較典型的一顆天體,不包括它的奇特軌道,奇特的是在一萬年的運行當中,“塞德娜”完全不接近太陽系中的任何其它天體,即使是它在離太陽最近的位置(76.361 AU),“塞德娜”和海王星的距離也比海王星和地球之間的距離更遠。“塞德娜”有這樣的執行軌道,繞行太陽一週就會和海王星的軌道接觸一次,那它就是在結冰天體的區域中以圓形軌道繞行太陽的天體,有一瞬間會很靠近海王星,因此就會被海王星的軌道共振彈射出去,因此發現“塞德娜”的時候就是它正在返回太陽系的路徑上。

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