1954年4月3日,美国帕洛马天文台拍下一张星空底片。七十二年后,研究者在上面圈出一个小黑点。它的位置和鲁宾天文台新发现的天体对上了。这颗天体暂编号为2026 ED138,是一颗矮行星候选。

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青色弧线为候选轨道。Rubin/NOIRLab/SLAC/AURA/R. Proctor、M. Zamani

看底片对照图的最左一格。红色短线指着黑点,左下还有一个更黑的斑。往右看,1987年和1997年拍的是同一小片天空,左下的斑一直在,红线指的位置却空了。底片上的黑点是光留下的印记。那个后来消失的黑点,才是研究者要找的过客。

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1954年底片对照。Ella A. Puerto。三图CC BY 4.0(creativecommons.org/licenses/by/4.0)

这份对照还有另一层用处。假如红线处是颗普通背景恒星,其他年份拍到同一块天区时,通常也该看见它。不过,单张旧底片上的斑点也可能是瑕疵。另一项档案研究随后在1954年同一天、不同波段的两张底片上都辨认出了它,给这次回查多添了一重把握。

从一堆星星里认出过客

今年10月,天文学家马修·霍尔曼在鲁宾天文台的早期数据里,先认出了同一个光点在不同时间的位置。它目前离太阳约46个天文单位,也就是日地平均距离的46倍。从地球望过去,它恰好投在银河星星最密的区域附近。那片星空里,微弱的光点很多,过去一些巡天会避开这种难找的地方。

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鲁宾巡天实拍。Rubin/NOIRLab/SLAC/AURA,Jurić、de Martin、Zamani

先用新照片算出一条大致的轨道,再倒推它在某个旧日期该出现在哪片天区。1954年的底片也反过来帮了忙。只盯着今年几个月的照片,许多条略有差别的轨道都能穿过这些点。把七十二年前的位置也加进去,有些轨道就对不上了。还有一张1937年的底片上疑似有它,但那处信号太弱,研究者把它列为存疑。

认得出轨道,量不准个头

轨道越算越清楚,个头却还是谜。鲁宾团队给出的初步估计是直径约600到1500公里。两头差这么多,原因是望远镜现在主要量到了它反射来的阳光。假设两个天体离得一样远,其中一个每单位面积反射的光是另一个的四倍,它只需四分之一的迎光面积就能一样亮,直径可以小一半。照片上的点看起来一样亮,背后可能是两个相差很大的天体。

太阳系目前正式认定的矮行星有五颗。要判断这位候选够不够格,还得看它自身的引力是否足以把本体塑成近圆形。将来如果它恰好从一颗背景星前经过,分布在不同地点的望远镜就可以掐表,记下星光消失了几秒。结合影子的移动速度,就能算出影子在不同地点有多宽。把这些长度拼起来,就能约束它那一刻的轮廓。

七十二年前的底片已经能帮我们回答它当时在哪儿。要看清它长什么样,还得等下一次合适的观测。如果还能多看一张图,你更想看1937年那枚若隐若现的暗点,还是它挡住星光时留下的轮廓?

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