小行星的發(fā)現(xiàn)與命名

文/趙經(jīng)遠(yuǎn)

▲ 在火星和木星之間存在著大量的小行星

▲ 意大利天文學(xué)家朱塞普·皮亞齊

1801 年1 月1 日，新世紀(jì)的鐘聲剛剛敲響，位于西西里島的巴勒莫天文臺便傳來了一陣歡呼聲。就在這天晚上，巴勒莫天文臺臺長朱塞普·皮亞齊在金牛座方向發(fā)現(xiàn)了一顆未知天體。第二天，他注意到這一天體相對于星空背景有所移動。在對它進(jìn)行了一個多月的連續(xù)觀測后，皮亞齊病倒了，待他康復(fù)時，這一天體早已不知所蹤……

皮亞齊的發(fā)現(xiàn)

起初，皮亞齊認(rèn)為他發(fā)現(xiàn)了一顆彗星，但是法國天文學(xué)家約翰·卡爾·布爾克哈特等人經(jīng)過反復(fù)計算，指出這一天體的軌道并非類似彗星那樣的橢圓形，而是呈圓形，似乎更像行星，并且位于火星與木星軌道之間。在這之前20 年，英國天文學(xué)家威廉·赫歇爾發(fā)現(xiàn)了太陽系的第七顆行星——天王星，將太陽系的半徑擴大了1 倍，這被認(rèn)為是提丟斯-波德定則的勝利。這一定則描述了太陽系行星與太陽距離的規(guī)律，在預(yù)言了天王星的同時，也預(yù)言火星與木星軌道之間應(yīng)當(dāng)存在一顆行星（1846 年發(fā)現(xiàn)海王星后，人們發(fā)現(xiàn)海王星并不符合提丟斯-波德定則?，F(xiàn)在認(rèn)為水星到天王星之所以符合這一定則，僅僅是由于巧合）。

此時大家認(rèn)為皮亞齊發(fā)現(xiàn)的這顆新天體無疑是一顆“行星”。德國天文學(xué)家約翰·埃勒特·波德——提丟斯-波德定則的提出者之一，想要將這一新“行星”命名為Juno，其他人則想將其命名為Hera 或皮亞齊。就在大家吵得不可開交時，匈牙利天文學(xué)家弗朗茲·薩維爾·馮·扎克提出，應(yīng)由發(fā)現(xiàn)者為新發(fā)現(xiàn)的天體命名。

皮亞齊不認(rèn)同其他人的命名，他思前想后，最后拍了下腦門，就把它命名為 “谷神·斐迪南（Ceres Ferdinandea）”吧。Ceres 是羅馬神話中的豐收女神，也是西西里島的守護(hù)神，F(xiàn)erdinandea 則是獻(xiàn)給西西里國王斐迪南四世的。但是其他天文學(xué)家不能接受后半部分，因此這顆新“行星”便被皮亞齊稱為谷神星（Ceres）。

到這時，除了皮亞齊之外，還沒有其他人觀測到這顆新“行星”。時年24 歲的“數(shù)學(xué)王子”約翰·卡爾·弗里德里?！じ咚孤犝f了這件事，伸出了援手，他用一種新方法計算了新“行星”的位置。雖然高斯的計算和其他人相比有很大偏差，但是1801 年12月31 日，馮·扎克和德國天文學(xué)家海因里希·威廉·馬特烏斯·奧伯斯在高斯計算的位置附近再次找到了這顆新“行星”，在這之后，越來越多的人觀測到了這顆新“行星”。

前文說過，波德等人為新“行星”的命名流傳甚廣，皮亞齊提議的谷神星其實并未被廣泛接受。但當(dāng)馮·扎克和奧伯斯重新觀測到這顆新“行星”時，天文學(xué)界最終采納了皮亞齊的建議，將這顆新“行星”正式命名為谷神星。

越來越多的發(fā)現(xiàn)

緊接著，1802 年3 月28 日，奧伯斯發(fā)現(xiàn)了第二顆位于火星與木星軌道之間的天體；1804 年9 月1 日，德國天文學(xué)家卡爾·路德維希·哈丁發(fā)現(xiàn)了第三顆；1807 年3 月29 日，奧伯斯發(fā)現(xiàn)了第四顆。

在命名這些新天體的時候，天文學(xué)家們遵循了行星命名的傳統(tǒng)，使用古羅馬或古希臘神話中的人物來起名。因此1802 ～1807 年間發(fā)現(xiàn)的這3 顆新天體分別被命名為智神（Pallas，希臘神話中的智慧與戰(zhàn)爭女神）星、婚神（Juno，羅馬神話中的天后，婚姻女神）星、灶神星（Vesta，羅馬神話中的爐灶與家庭女神）星。

1.數(shù)學(xué)王子高斯為小行星的軌道計算作出了杰出的貢獻(xiàn)

2.羅馬神話中的豐收女神ceres

3.美國宇航局黎明號小行星探測器眼中的谷神星

▲ 歐洲南方天文臺甚大望遠(yuǎn)鏡對小行星帶中最大的42 個小行星成像

此后30 多年里，人們再也沒有在火星與木星軌道之間發(fā)現(xiàn)任何新天體。直到1845 年12 月8 日，德國天文學(xué)家卡爾·路德維?！ず嗫私K于打破了“魔咒”，他在尋找灶神星的時候，意外發(fā)現(xiàn)了第五顆新天體，這顆天體后被命名為義神（Astraea，希臘神話中的正義女神）星。

后來的發(fā)現(xiàn)就源源不斷了，截至1860 年年底，在火星與木星軌道之間發(fā)現(xiàn)的天體數(shù)量已達(dá)62 顆。它們都比較暗弱，這意味著它們非常小，在發(fā)現(xiàn)谷神星以來的最初幾十年里，大部分天文學(xué)家認(rèn)為這些天體都是行星，但是隨著火星和木星軌道之間發(fā)現(xiàn)的新天體數(shù)量越來越多，天文學(xué)家便開始思考，這些“小不點”是否夠格稱為行星。

其實，早在1802 年發(fā)現(xiàn)智神星后，威廉·赫歇爾就給這一天體類別取了一個名字——小行星（asteroid），因為它們非常小，以至于以當(dāng)時的技術(shù)看不出行星那樣的圓面。到了十九世紀(jì)五六十年代，天文學(xué)界已普遍認(rèn)為火星與木星軌道之間的這些天體不同于行星，而是屬于小行星，從第五顆小行星義神星開始用阿拉伯?dāng)?shù)字為其編號（即義神星為1 號小行星，后來發(fā)現(xiàn)的其他小行星依次編號），但是在1867 年，天文學(xué)家改變了編號順序，將谷神星編號為1 號小行星，智神星為2 號小行星，婚神星為3 號小行星，灶神星為4 號小行星，義神星為5 號小行星，韶神星為6 號小行星……

命名規(guī)則的變更

當(dāng)發(fā)現(xiàn)的小行星越來越多的時候，特別是19 世紀(jì)末，德國天文學(xué)家馬克斯·沃爾夫?qū)⒄障嘈g(shù)用于小行星搜尋以后（他一個人就發(fā)現(xiàn)了248 顆小行星），人們慢慢意識到，這些只是冰山一角。長此以往，神話中的名字早晚會供不應(yīng)求。因此天文學(xué)家修改了命名規(guī)則：不再要求必須使用神話中的名字，發(fā)現(xiàn)者也可以用地名、人名等來命名小行星。

第一顆不以神話命名的小行星是20 號“ 馬賽（Massalia）” 星，這是法國城市馬賽的希臘名字，它是20 號小行星的發(fā)現(xiàn)地之一。第一顆以人名命名的小行星是43 號香女星（Eugenia），這是拿破侖三世的妻子歐仁妮皇后的名字。

雖然命名范圍不再局限于神話，但由于之前的小行星基本都使用神話中女神的名字命名，因此改變規(guī)則后，大家便遵守這樣一條規(guī)定：若使用非女性的名字，須先將其女性化。德國博物學(xué)家亞歷山大·馮·洪堡是第一位被用來命名小行星的男性，由于上述規(guī)定，他的名字被用于小行星命名時便被女性化為54 號哲女星（Alexandra）。這一不成文的規(guī)定直到334 號“芝加哥 （Chicago）”星才被打破。

▲ 空間望遠(yuǎn)鏡拍攝的小行星

如今的命名規(guī)則

在今天，當(dāng)觀測者發(fā)現(xiàn)了一顆小行星，并且該小行星在一個沖日期內(nèi)有至少兩晚的觀測數(shù)據(jù)時，國際天文學(xué)聯(lián)合會小行星中心會授予它一個臨時編號。臨時編號由發(fā)現(xiàn)的年份（四個阿拉伯?dāng)?shù)字，如2021）、發(fā)現(xiàn)的半月、發(fā)現(xiàn)的順序組成?！鞍l(fā)現(xiàn)的半月”由一個大寫英文字母代表：每月1～15日為上半月，余下日期為下半月，如A 表示1 月上半月、B 表示1 月下半月、C 表示2 月上半月……Y 表示12月下半月，其中字母I 因與阿拉伯?dāng)?shù)字1 相似而不用?！鞍l(fā)現(xiàn)的順序”由1 個大寫英文字母（字母I 不用）與數(shù)個阿拉伯?dāng)?shù)字組成，發(fā)現(xiàn)順序=下方表格中第二個字母對應(yīng)的數(shù)字+臨時編號中的數(shù)字×25，如A 是第1 顆、B 是第2 顆、C 是第3 顆……Z 是第25顆、A1是第26顆、B1是第27顆……Z1 是第50 顆……

舉兩個例子。我國業(yè)余天文愛好者使用業(yè)余器材發(fā)現(xiàn)的首顆獲得永久編號的小行星是546049 號“朱進(jìn)（Zhujin）”星（星明天文臺的孫國佑、高興發(fā)現(xiàn)），它的臨時編號是2011 YL4，意為2011 年12 月下半月發(fā)現(xiàn)的第11+4×25=111 顆小行星；本文作者參與國際天文搜尋聯(lián)盟獲得的第一顆小行星臨時編號是2021 EO40，意為2021 年3 月上半月發(fā)現(xiàn)的第14+40×25=1014 顆小行星。

為了防止小行星丟失，當(dāng)一顆小行星經(jīng)過至少4 次沖日，且軌道的不確定性降為0 的時候就可以獲得永久編號了。這個過程需要等待幾年到幾十年。小行星丟失在人類對小行星研究的早期階段經(jīng)常發(fā)生，例如本文開頭講述的谷神星發(fā)現(xiàn)的故事。比較著名的例子還有我國天文學(xué)家張鈺哲在1928年發(fā)現(xiàn)的1125號“中華（China）”星，這是中國人發(fā)現(xiàn)的第一顆小行星，因觀測數(shù)據(jù)較少，后丟失。1957 年紫金山天文臺發(fā)現(xiàn)一顆小行星與其軌道相似，經(jīng)張鈺哲同意，取代了原1125號“中華”星的編號和命名，1928年發(fā)現(xiàn)的那顆小行星于1986 年被找回，重新編號并命名為3789 號“中國（Zhongguo）”星。

當(dāng)一顆小行星獲得永久編號后，它的發(fā)現(xiàn)權(quán)和命名權(quán)也便有了歸屬。在小行星研究的早期階段，這兩項權(quán)利屬于第一個上報該小行星的觀測者。后來這一規(guī)則經(jīng)過多次變更，目前的規(guī)定是：在最早有兩晚觀測數(shù)據(jù)的沖日期內(nèi)，提供了第一個觀測報告的觀測者將獲得這兩項權(quán)利。

▲ 我國天文學(xué)家張鈺哲

▲ 小行星臨時編號規(guī)則

▲ 人類的探測器“黎明”已經(jīng)探測過灶神星（左）與谷神星（右）

經(jīng)過多年的漫長等待，發(fā)現(xiàn)者終于可以給自己發(fā)現(xiàn)的小行星取一個瑯瑯上口的名字啦。經(jīng)過200 多年的演變，如今的小行星命名規(guī)則一般為：

1.發(fā)現(xiàn)者在小行星獲得永久編號起10 年內(nèi)享有命名權(quán)，若10 年內(nèi)未命名，命名權(quán)將被國際天文學(xué)聯(lián)合會收回；

2.每位發(fā)現(xiàn)者或組織在兩個月內(nèi)最多只能提交兩個小行星命名；

3.不長于16 個字符；

4.最好是一個詞；

5.非攻擊性詞匯；

6.在某種語言中可以發(fā)音；

7.應(yīng)避免名稱與已獲得命名的天體名稱相似；

8.不鼓勵使用寵物的名字；

9.不能用發(fā)現(xiàn)者自己的名字命名；

10.以政治或軍事活動聞名的人或事，在其本人死亡或事件發(fā)生后的100 年內(nèi)不能用來命名；

11.不允許純商業(yè)或以商業(yè)性質(zhì)為主的命名；

12.對于編號是1000 的倍數(shù)的小行星，習(xí)慣上以特別重要的人物命名。

第8 條規(guī)定很有趣。最早以寵物命名的小行星是482 號“佩特麗娜（Petrina）”星和483 號“塞皮納（Seppina）”星，它們都是發(fā)現(xiàn)者馬克斯·沃爾夫的寵物狗。寵物命名直到2309 號“史波克先生（Mr. Spock）”星才引起廣泛爭議（“史波克先生”是發(fā)現(xiàn)者美國天文學(xué)家詹姆斯·吉布森的寵物貓），進(jìn)而促使國際天文學(xué)聯(lián)合會作出上述第8 條規(guī)定。

此外，如上述第9 條所述，小行星一般不以發(fā)現(xiàn)者自己的名字命名，但有一個例外，那就是96747 號“克雷斯波·達(dá)·席爾瓦（Crespodasilva）”星，它的發(fā)現(xiàn)者是麻省理工學(xué)院的本科生露西·德?？品啤た死姿共āみ_(dá)·席爾瓦，她在發(fā)現(xiàn)這顆小行星一年后就去世了，年僅22 歲，此命名由她的老師、麻省理工學(xué)院行星科學(xué)教授理查德·賓澤爾提議。

▲ 露西號小行星探測器軌道

▲ 露西號小行星探測器計劃探測的8 顆小行星

各位讀者也應(yīng)注意第11 條規(guī)定，它意味著買賣小行星命名是行不通的。正如國際天文學(xué)聯(lián)合會所說，“那些賺走你鈔票的人會很開心的”，“購買小行星命名是不可能的，如果你想申請小行星命名，最好的建議是自己去發(fā)現(xiàn)一個”。

在確定命名之后，發(fā)現(xiàn)者需要將命名和命名理由通過小行星中心官網(wǎng)提交，該命名將由國際天文學(xué)聯(lián)合會小天體命名工作組進(jìn)行審核，隨后將在《小天體命名工作組公告》中向全世界宣布，成為這顆小行星的永久正式名稱。

特殊軌道的小行星命名規(guī)則

以上僅是小行星命名的一般規(guī)則，對于一些特殊軌道的小行星還需要遵循以下命名要求：

1.木星的特洛伊型小行星：絕對星等暗于12 星等的特洛伊型小行星可用奧運會運動員命名，其他以特洛伊戰(zhàn)爭中的英雄人物命名。其中，L4 位置以希臘英雄命名，L5 位置以特洛伊英雄命名；

2.木星與海王星軌道之間的半人馬型小行星：以希臘神話中的半人馬命名；

3.與海王星形成1：1 共振的小行星：以希臘神話中的亞馬遜人命名；

4.與海王星形成3：2 共振的小行星：以冥界神話命名；

5.經(jīng)典海王星外天體：以創(chuàng)世神話命名；

6.近地小行星：以除去創(chuàng)世和冥界之外的神話命名。

▲ 灶神星

木星的特洛伊型小行星被認(rèn)為是行星形成過程中遺留下來的物質(zhì)，位于木星與太陽的兩個拉格朗日點附近，可分為兩個部分，即L4 的希臘群和L5 的特洛伊群。露西號小行星探測器是人類首個計劃對特洛伊型小行星進(jìn)行探測的航天器，以1974 年發(fā)現(xiàn)的南方古猿化石“露西少女”為名。“露西少女”被認(rèn)為是目前發(fā)現(xiàn)的最古老的人類化石，它的發(fā)現(xiàn)和后續(xù)研究刷新了對人類起源的認(rèn)知。以此命名，正是希望該探測器通過對特洛伊型小行星的研究，改變對太陽系的起源和早期階段的認(rèn)知。

露西號小行星探測器已經(jīng)發(fā)射升空。表中列出了露西號小行星探測器即將造訪的8 顆小行星，其中包括1顆主帶小行星（即位于火星與木星軌道之間的小行星）和7 顆木星的特洛伊型小行星。

仔細(xì)觀察，可以發(fā)現(xiàn)大部分小行星都遵從前述命名規(guī)則，但仍然有一個例外：617 號雙小行星系統(tǒng)位于L5特洛伊群，根據(jù)特殊類型小行星的命名規(guī)則應(yīng)當(dāng)用特洛伊英雄命名，但它卻用希臘英雄帕特洛克羅斯命名，這似乎違反了命名規(guī)則。為何會這樣呢？答案其實非常簡單，因為命名這一雙小行星系統(tǒng)的時候，尚未作出L5特洛伊群小行星必須用特洛伊英雄來命名的規(guī)定。與此類似，L4 希臘群也混入了特洛伊的“臥底”，它就是624號“ 赫克托爾（Hektor）”，赫克托爾是特洛伊的王子、特洛伊軍隊的統(tǒng)帥。

獲得小行星命名是非常崇高的國際性榮譽。根據(jù)小行星中心官方網(wǎng)站的數(shù)據(jù)， 截止2021 年11 月4日12 時，發(fā)現(xiàn)的小行星總數(shù)為1143628 顆，其中607011 顆已獲得永久編號，占發(fā)現(xiàn)總數(shù)的53.1%。與之形成鮮明對比的是，獲得永久編號的小行星里僅有22830 顆被命名，僅占永久編號小行星數(shù)量的3.8%。不少小行星以中國相關(guān)的名字來命名，如139 號“ 瑞華（Juewa）” 星、1802 號“ 張 衡（Zhang Heng）”星、2405 號“北京（Peking）”星、10911號“自強不息（Ziqiangbuxi）”星、325136 號“鐘南山（Zhongnanshan）”星……

從這篇文章里，我們簡單了解了小行星的發(fā)現(xiàn)往事和200 多年來小行星命名規(guī)則的演變。事實上，就像已發(fā)現(xiàn)的小行星僅僅是所有小行星的很少一部分一樣，本文所述也只是小行星發(fā)現(xiàn)歷史和命名趣事中的滄海一粟，有興趣的讀者可自行進(jìn)一步探究。