“我们都‘发现过火星’。”说这话的是史密森天体物理台的高级天体物理学家马修·霍尔曼(Matthew Holman),他说的当然不是真的找到了火星,而是指那种空欢喜一场的假阳性——望远镜里冒出一个亮得吓人的东西,看着挺大,凑近一瞧,什么名堂也没有。所以,当他在智利薇拉·鲁宾天文台(Vera C. Rubin Observatory)的数据里看到一个“似乎很大”的光点时,第一反应是先把期待压下去。
结果这一次,他没有失望。
霍尔曼当时正和同事凯文·纳皮尔(Kevin Napier)用一套自制的计算机程序翻检望远镜数据,两人已经从中挑出了2000多个小亮点,对应着太阳系远处新发现的小天体。偏偏这一个不太一样。为了确认它不是仪器噪声或者图像瑕疵,霍尔曼拉上了鲁宾天文台太阳系项目首席科学家马里奥·尤里奇(Mario Jurić),一起在过去十年的天空照片里找它。找到的历史数据越多,他们越有把握。
“我们知道它是真的,”霍尔曼说,“每次你去看预测的位置,它就在那儿。”他们甚至在哈佛大学保存的1937年照相底片上找到了这个天体。
它被命名为 2026 ED138,与太阳的距离是地球的46倍,绕太阳一圈需要281.1年。现在摆在天文学家面前的核心问题是:它够不够大,能不能被归入矮行星?如果够格,它将跻身一个目前只有五个成员的俱乐部。
要理解这件事为什么值得激动,得先弄清楚“矮行星”到底是个什么身份。
按定义,矮行星围绕恒星运行,形状接近球形——天体大到一定程度,自身引力向各个方向均匀拉扯,就会自然变成球。但它又不够大,引力没能清空自己轨道附近的同类碎片。太阳系的八颗行星都完成了“清场”这一步,矮行星没有。冥王星2006年被从行星降级为矮行星,理由正是这个:它的轨道上散落着大量冰冷的柯伊伯带天体。
所以,一颗天体能不能算矮行星,关键卡在“大小”这一关。而 2026 ED138 目前的大小估计,跨度大得有点让人哭笑不得:直径在370英里到930英里之间。这个范围必须收窄,可光靠亮度做不到——一个反射率极高、也许顶着闪亮冰盖的小天体,看起来可以和一个反射率低、但体量大得多的暗天体一样亮。
天文学家有两条路拿到需要的数据。第一条是红外波段观测:天体被太阳晒热后会释放热能,只要观测到这部分热辐射,再结合对它温度的合理估计,就能推算大小。“从那里你就能算出它有多大,因为我们大致知道它应该是什么温度。”霍尔曼说。第二条路更戏剧性一些——等它从一颗恒星前面经过。只要知道那颗恒星发出多少光、以及 2026 ED138 移动多快,就能根据它遮挡星光的时间长短算出它的尺寸。
霍尔曼说,已经有人在用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)这类望远镜推进观测。这个候选天体眼下不算特别好找,但“接下来几个月会变得好观测,人们会去试的”。
目前被正式承认的矮行星有五颗:柯伊伯带远处的冥王星、阋神星、鸟神星、妊神星,以及火星与木星之间主小行星带里的谷神星。专家们早就怀疑这类天体不止五个,只是其中不少可能沿着偏心率极高的轨道运行,大部分时间都待在太远的地方,我们根本看不见。用霍尔曼的话说,我们观测到的或许只是“少数正好跑到轨道近端的天体,是冰山一角”。“一定还有大量天体我们尚未探测到。”
这次发现还顺带指向了太阳系里一块相对没人细看的区域——从我们的视角看,它位于银河系密集星核的前方。那片天区背景光太杂,天体很难被分辨出来,而 2026 ED138 在过去25到30年里一直在那里穿行。“天空中有那么一片区域,我们对那里有什么真的没什么好主意。”霍尔曼说。
另一个被忽略的因素是方向:2026 ED138 位于南半球天空,而以往大量天文观测集中在北半球。鲁宾天文台正准备改变这个局面——这台拥有全球最大数码相机的新望远镜去年拍下了首批图像,是智利阿塔卡马沙漠中运行的若干天文台之一。尤里奇在一份声明中说,鲁宾“通过速度、深度和精度的结合,给了我们前所未有的探索天空的能力”。
北爱尔兰贝尔法斯特女王大学行星科学家、鲁宾太阳系运行团队成员梅根·施瓦姆布(Megan Schwamb)则对这次发现的时间点感到意外:“我很惊讶它这么早就找到了这样一个天体。这不在我今年的预期清单上。”
至于 2026 ED138 究竟如何形成、在哪里形成,弄清这些问题或许能揭示太阳系早期的新细节。而它的存在本身已经说明一件事:在我们行星邻域的边缘地带,还有令人意外的天体等着被发现。
“外面是否存在火星大小、地球大小甚至更大的天体?”霍尔曼说,“这并没有被排除。”
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