矮行星之年

軌道力學屬于那種少有的幾個能做到真正可預(yù)測的學科之一。2015年7月14日，美國的“新地平線號”空間探測器將飛越冥王星，這將是迄今為止人類探測器所抵達的最遠距離。它將以5萬公里的時速從距冥王星冰凍表面不到1萬公里的高處掠過，這樣它攜帶的攝像機可以辨別建筑大小的物體，可對冥王星巨型的衛(wèi)星卡戎進行觀測。

不難預(yù)料，當這些數(shù)據(jù)穿越超過40億公里的距離被傳回地球時，將引發(fā)科學家的極大興趣，不僅是其所包含的關(guān)于冥王星的信息，更在于其他一些人類探測過和尚未探測過的天體的信息。

科學家研究太陽系運行的熱情恒久不變，但對于太陽系的看法卻在不斷變化。從1930年被發(fā)現(xiàn)，一直到2006年“新地平線號”發(fā)射，冥王星一直被認為是太陽系的第九大行星。但幾個月之后，這一認識發(fā)生了改變。一些與冥王星大小相近的天體在其附近被發(fā)現(xiàn)。國際天文聯(lián)合會并沒有將它們都列為行星，而是在一片爭議聲中，將冥王星與這些新發(fā)現(xiàn)的星體一起劃為矮行星。

“新地平線號”與冥王星的相遇將是對這些處于正常狀態(tài)的矮行星們的第一次近距離觀測。1989年，“旅行者2號”掠過海王星最大的衛(wèi)星——海衛(wèi)一特里頓（Triton），揭示了一個奇異斑駁并伴有令人驚訝的活躍間歇泉活動的世界。而在被深藍色的海王星捕獲成為衛(wèi)星之前，海衛(wèi)一很可能是一顆類似冥王星的矮行星。

解析冥王星照片的有趣之處在于將其與海衛(wèi)一相比較。這顆兄弟星球在海王星潮汐的影響下有著溫暖的內(nèi)核。這樣的比較為行星科學提供了豐富的視角，既可以展示有著相似起源星體的不同之處，又可以揭示看似迥異的星體間的相似之處。正如2014年科學家關(guān)于木衛(wèi)二歐羅巴（Europa）令人激動的發(fā)現(xiàn)一樣，這顆冰層覆蓋的木星衛(wèi)星與地球有著驚人相似的板塊構(gòu)造。

更為有趣的比較在于對比冥王星和它的衛(wèi)星卡戎。像地球的衛(wèi)星月球一樣，人們相信卡戎形成于一次母星和另一顆星體的毀滅性碰撞。因此，冥王星與卡戎的區(qū)別將有力地揭示此類碰撞將發(fā)生什么，而同樣的方法也許可用于分析地球與月球的差異。但最有意思的將是，對比冥王星和小行星帶中最大的天體谷神星。

和冥王星一樣，谷神星在1801年被發(fā)現(xiàn)時也被授予行星地位。然而，當其他運轉(zhuǎn)軌道相似的天體陸續(xù)在同一范圍內(nèi)被發(fā)現(xiàn)，谷神星被降級，成為一顆“小行星”。但在2006年，國際天文聯(lián)合會再次改變了谷神星的歸類，稱按其體積而言，谷神星應(yīng)該被歸為矮行星。這看上去讓人有些迷惑。谷神星當然是小行星中的一顆，只不過大一些。但最近的觀測發(fā)現(xiàn)，谷神星有異常多的冰，與其他已被觀測過的小行星顯著不同。有說法稱，谷神星產(chǎn)生的地方比它所在的位置要距離太陽遠得多。也許，正如圣路易斯華盛頓大學的比爾·麥金農(nóng)所言，谷神星與冥王星相近似之處不僅僅包括體積，還有起源和性質(zhì)。

與谷神星不一樣

行星們曾被認為只是圍繞著其被發(fā)現(xiàn)的軌道不停運轉(zhuǎn)，與太陽保持著幾乎恒定的距離，但過去十年卻證明變化才是真理。行星的軌道在太陽系形成初期似乎曾發(fā)生過巨大轉(zhuǎn)變。有些人認為，太陽系最大的行星木星最初的軌道螺旋式向太陽靠近，之后在土星的共同作用下，經(jīng)歷了一次“大轉(zhuǎn)向”，使它到達如今的軌道。而在這個驟變的過程中，應(yīng)該是形成了散落于四面八方的小星體，而那些曾經(jīng)接近的物質(zhì)很可能最終形成了如今相距甚遠的谷神星和冥王星。

湊巧的是，在“新地平線號”掠過冥王星之前幾個月，另一架飛行速度慢很多的太空飛船“曙光號”（Dawn）將進入谷神星軌道展開長期觀測。它會是靠近太陽的另一顆冥王星嗎？一顆冰雪覆蓋的小行星？或是木星的一顆冰凍的衛(wèi)星？也許以上都對，或者都不對。軌道可以預(yù)測，但在這些軌道上運轉(zhuǎn)的天體對于進入太空時代60年的人類而言，往往仍出乎意料。