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十年追尋 終於看見冥王星

   

小而寒冷又遠得離譜的冥王星,長久以來一直嚴守自己的祕密。

自1930年被發現以來,這顆矮行星就一直繞著超越觀測範圍的軌道運行,它結霜的表面是個模糊的謎團,就連最高倍率的望遠鏡也無法將它看清楚。我們知道冥王星的存在。但我們並不真正認識它。

然而這將在7月14日改變,那一天,美國航空太空總署(NASA)的新視野號太空船預計將飛到距離這顆冰凍的矮行星1萬2500公里處。若一切順利,這次短暫的近距離飛越將揭露古典太陽系理論中最後一個未知的世界。我們終於能與這顆星球面對面,真正看見它和它最大衛星冥衛一(凱倫)的表面。科學家對於可能的發現有一些猜想,但他們唯一可以確定的是,冥王星肯定會帶來驚奇。「我們想像中的冥王星將煙消雲散。」新視野號的計畫主持人艾倫.斯特恩說。

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這不會是冥王星第一次讓人意外。就在新視野號發射升空的2006年,冥王星從行星的名單中消失,重新以「矮行星」的身分出現。實際上,在冥王星被發現以前,它就已經是個難以了解的世界了。

早在1840年代,複雜的計算就已經預言在海王星軌道之外還有另一顆行星存在。以海王星質量計算的結果顯示,這顆冰巨星以及它的鄰居天王星的軌道不完全符合行星運動定律的預測。因此,有些天文學家推論太陽系邊緣至少有一顆大型的未知天體在影響這些冰巨星,導致它們以異常的路徑繞行太陽。

到了20世紀初,尋找這顆失落星球的努力愈來愈熱烈:不論是誰找到它,就能獲得發現五十多年來第一顆新行星的殊榮。波士頓富紳帕西瓦爾.羅威爾積極投入尋找這顆他稱為「X行星」的離群天體;在此以前,他最為人知的事蹟大概是宣稱在火星表面觀測到灌溉渠道。羅威爾早已在亞利桑那州的夫拉格斯塔弗建造了自己的天文臺,而尋找X行星的努力就在1905年以這座天文臺為中心展開,羅威爾不斷計算又重新計算這顆行星的可能位置,還為了搜尋它借來儀器。然而直到他於1916年逝世時,還未能證實X行星確實存在。


新視野號在佛羅里達州的甘迺迪太空中心等著裝上整流罩,在升空與穿越地球大氣時,整流罩可以保護太空船。新視野號在發射當時是有史以來速度最快的太空船,預計將於2015年7月14日抵達冥王星。 Photograph by NASA
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時間快轉至1930年。一個2月傍晚,24歲的克萊德.湯博在羅威爾天文臺值勤。剛從堪薩斯州農場搬來的湯博,任務是尋找羅威爾那顆難以找到的行星。他從未受過正式的天文學訓練,但自己學會了製造望遠鏡的技能,有時用的是舊車零件和其他意想不到的材料。

他是個完美主義者。「我種蜀黍時,」他在1980年出版的回憶錄中寫道,「田裡的作物一定要筆直成排,不然我就會不高興。後來我必須檢查每個可疑的星球,不管它有多暗淡……那是我做過最乏味的工作。」

湯博使用一臺稱為閃視比較鏡的儀器,花了大約一年的時間尋找這顆失落的星球。這臺嘈雜的機器讓觀賞者能夠來回比對長時間曝光拍攝的天空照片,照片上通常有數十萬顆星星,而且是相隔幾天拍攝的。任何在間隔的時間內移動了相當距離的天體(如行星或小行星),在照片被翻動時看起來就會像是在移動。


新視野號搭乘擎天神五號火箭,在卡拉維爾角空軍基地發射。這艘太空船經過冥王星後,會繼續航向太陽系最遠的地方。 Photograph by NASA
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那天,也就是2月18日的傍晚,湯博正在操作比較鏡,瞇著眼睛觀察上千顆星星,評估每一顆星球。突然,在1月分間隔六天拍攝的照片裡,他注意到一個會變動位置的微小光點。在一張照片裡,它位於兩顆明亮星星的左邊。在下一張照片裡,它跳到了這兩顆星星的右方幾毫米處。湯博來回切換照片,看著這個圓點從原本的位置來回跳躍。他抓了一把尺,測量這個圓點位置的精確差距。接著他拿出另一張拍攝於1月稍早的天空照片,尋找同一個圓點。最後,他靠著手持放大鏡在另一組由不同照相機所拍攝的照片裡確認了這顆潛在行星的存在。45分鐘後,湯博已深信不疑。


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