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人類發現的第一顆小行星 穀神星的身世之謎

小行星獵人
小行星獵人

從過去到現在,科學家持續相信一定有還未發現的行星存在,太陽系不僅只有行星、衛星及彗星的存在。

十八世紀末,一位德國天文學家約翰.波德,認為自己一定會因為發現一顆新的行星而名留青史,因為他身處行星科學在歐洲蔚為風潮的時代,科學家開始能推算出行星環繞太陽運轉的軌跡,並計算出各行星與太陽之間的平均距離。當時已經發現的行星,以地球與太陽的平均距離為單位,也就是所謂的天文單位(AU)。

水星 0.39

金星 0.72

地球 1.0

火星 1.5

木星 5.2

土星 9.5

有找到其中的規律嗎?來看看下方圖表,除了火星和木星之間好像少了什麼,行星看起來幾乎是均勻分布於圖中。

人類發現的第一顆小行星 穀神星的身世之謎
人類發現的第一顆小行星 穀神星的身世之謎

這個現象對波德來說意義甚巨,他是虔誠的教徒,認為神一定有特別安排行星的分布,而這些數據上的規律就是最好的證明。當時科學界一致認為,火星和木星之間一定還有其他行星,只是還有沒被找到而已。

波德以這樣的規律為基礎,預言比土星更遠處還有一顆行星,他更算出了這顆行星與太陽之間的距離。1781年,一位天文學家發現天王星,應驗了波德的預言,令人為之震驚。

發現穀神星

1800年9月,匈牙利天文學家弗朗茲.馮.扎克男爵率領另外二十三位天文學家組成「天警隊」,也展開了相同的探索行動。

有一位沒有收到邀請的天文學家朱塞普.皮亞齊,他在1801年元旦那天,像平常一樣觀察星星,隔天,他發現有顆星星稍稍移動了一丁點,再隔一天,這顆星星又移動了,因此他有了新的發現。

皮亞齊似乎確信自己發現了波德一直以來在尋找的那顆行星。儘管皮亞齊忍不住向他人透露他的發現,但他深怕這個消息有任何閃失,提早走漏風聲,他語帶保留:

「我目前的發現是顆彗星,但由於它沒有星雲、移動緩慢,相較於一般彗星,這顆星的運行更加規律,所以我推測可能更為驚人。不過我絕不會提前公開我的推測,待我累積更多觀察數據後,我便會開始計算它的軌道。」

我們現在都知道皮亞齊看到的並非是天文學家引頸期盼的新星球。但這個發現的確比找到彗星來得更驚人,因為皮亞齊發現的是人類史上的第一顆小行星──穀神星。

消失的新星

頓時天文界掀起一股熱潮,每個人都想要一份皮亞齊的觀察報告,以便自己加入觀察穀神星的行列。一晚又一晚過去,這顆星觀察起來倒也容易,每天都朝著同一個方向運行,移動的幅度也不大。但在幾週之間,穀神星與地球雖然繞行太陽,卻也愈靠愈近,天空太亮使得黯淡的穀神星難以觀察。

穀神星沒入夕陽好幾個月都沒有再出現,而當時現有的策略,都不足以預測穀神星的走向。一位數學天才對這個謎團很有興趣,當時二十四歲的卡爾.弗里德里希.高斯即著手預測穀神星下次出現的位置。

高斯想出了一個很複雜的方程式,並以多種估算法試圖找出答案,以這些新的數學公式以及皮亞齊的觀察數據為基礎,高斯預測出穀神星的位置。

小行星的貢獻

就如同其他的小行星一樣,透過望遠鏡,穀神星看起來和一般的恆星並沒有什麼不同。

但是這顆新發現的「行星」似乎有些不對勁,它的亮度不如從前,看起來比其他行星小得許多。找到穀神星的三個月後,德國天文學家奧伯斯又在火星和木星之間發現了另一顆「行星」,名為智神星。

威廉.赫雪爾(天王星的發現者)開始懷疑穀神星和智神星並非行星或彗星,而是某種新的星體,他提議將這類星體稱asteroid(小行星),這個名字源於希臘文,意思是「像恆星的」,因為小行星除了運行的方式與恆星不同之外,從望遠鏡上看來其他特徵都極為相像。隨著發現愈多的小行星,愈是讓人覺得這些星體自成一個範疇,更加確立了赫雪爾的理論。

而後也證明穀神星其實非常特別,它是內太陽系中最大的小行星(編注:穀神星升級為矮行星後,灶神星成為最大的小行星),直經約達900公里。

將穀神星稱為小行星而非行星,會讓許多天文學家認為它好像不太重要,但穀神星無庸置疑是個大發現,它是人類史上第一顆小行星,也是第一個跡象顯示太陽系不僅有行星、衛星及彗星的存在。

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  • 小行星獵人 2018-07-12
關鍵字: 小行星獵人天文太陽系
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