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那颗星星不在星图上：寻找太阳系的疆界 29 巅峰之战
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在经历了追捕小行星的波折，发现海王星的纷争，搜寻火神星的未果，以及预言冥王星的虚无之后，在太阳系边缘搜索新天体的苦力活早已失去了往日的魅力。行星这个曾经神圣的概念渐渐变成了如美国物理学家费恩曼（Richard Feynman）在其名著《费恩曼物理学讲义》中所说的“那8个或10个遵循相同物理定律，由同样的尘埃云凝聚而成的球体”。在20世纪天文学发展的迅猛浪潮中，行星天文这个最古老的分支甚至一度整体性地沦落为了二流学科，以至于20世纪60年代，当美国国家航空航天局（NASA）为行星探测计划寻求咨询时，为天文学家们在这一分支上的知识贫乏而感到惊讶。后来，随着六七十年代美国与前苏联的一系列无人探测器计划的成功实施，行星天文学虽然重新成为了焦点领域，但与此同时，行星天文学家们的目光却也被吸引到了行星地貌、行星物理、行星化学等新兴方向上，对搜索新天体的兴趣依然低迷。
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不过，当有关海外天体的猜测变得越来越言辞凿凿时，外太阳系的奥秘终于还是再次引起了一小部分天文学家的关注与喜爱。这其中麻省理工学院的一位天文学家决定化“爱心”为行动，展开对海外天体的观测搜索。这位天文学家名叫朱惠特（David Jewitt），来自英国。朱惠特七岁那年曾有幸目睹过一次流星雨，年幼的他被天象的美丽与神奇所吸引。20世纪70年代后期，美国国家航空航天局发布的美轮美奂的行星及卫星图像再次打动了当时正在伦敦念本科的朱惠特。他决定选择行星天文学作为自己的专业，并前往美国念研究生。1983年，朱惠特在美国加州理工大学获得了博士学位，随后成为了麻省理工学院的助理教授。在那里，他遇到了重要的学术合作伙伴卢简（Jane Luu）〔1〕。卢简是一位出生于越南的女孩，1975年随父母逃难来到美国。与朱惠特一样，卢简也是被美国国家航空航天局的行星与卫星图像所吸引，而选择了行星天文学作为自己的专业。朱惠特在麻省理工学院的时候，卢简正在那里念研究生。
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1987年的某一天，当朱惠特和卢简在系里相遇时，朱惠特提议卢简参与自己即将开始的搜索海外天体的工作。这是自冥王星被发现之后将近半个世纪的时间里极少有人问津的冷门观测。卢简问朱惠特：“为什么要做这样的观测？”朱惠特的回答是：“如果我们不做，就没人做了。”听起来颇有几分“我不入地狱，谁入地狱”的悲壮。卢简被这个简短的回答所打动，一场历时五年的漫长搜索由此揭开了序幕。
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朱惠特与卢简最初的观测地点是位于亚里桑那州的美国基特峰国家天文台（Kitt Peak National Observatory）及南美洲的塞罗托洛洛天文台〔2〕，他们最初采用的观测方法类似于汤博当年所用的方法，即通过对间隔一段时间拍摄的同一天区的相片进行闪视比较，来寻找缓慢运动的天体。当然，半个世纪之后的朱惠特与卢简所拥有的设备已非汤博当年可比，唯一不变的是任务本身的繁重、枯燥，以及用眼过度产生的疲惫。经过了一段时间的搜索，朱惠特与卢简一无所获，他们辛苦寻获的运动天体无一例外地被证实为是已知天体、胶片缺陷、灰尘或宇宙线造成的影像。
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幸运的是，就在这时，一项让整个光学观测领域脱胎换骨的新兴技术——电荷耦合器件（Charge Coupled Device，CCD）——进入了天文界。CCD是1969年由美国贝尔实验室（Bell Labs）的两位科学家发明的、一种可以取代传统胶片的感光器件。CCD的最大优点是具有极高的敏感度，能对70％甚至更多的入射光作出反应，而普通照相胶片的这一比例还不到10％。真是不比不知道，一比吓一跳。要知道朱惠特与卢简所寻找的是离太阳几十亿千米之外的小天体，它们自身并不发光，全靠其表面反射的太阳光才能被我们所发现。在那样遥远的距离上，太阳的光芒只有约一亿亿分之一能够照射到那些小天体上。那部分光线有的被吸收，有的被反射，那些反射光必须再次穿越广袤的行星际空间，其中只有约一万亿分之一能够来到地球。而在那“亿里迢迢”来到地球的反射光中，恰好能进入望远镜的又只有其中的约一百万亿分之一。这是何等宝贵的“星星之火”？可这宝贝却还要被该死的照相胶片忽略掉90％以上，这真是“生可忍，熟不可忍”（韦小宝语）。
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因此CCD的使用对于观测天文学来说堪称是一场革命。不过CCD虽然在感光性能上遥遥领先于普通胶片，在一开始却也有一个很大的缺陷，那就是像素太少。朱惠特与卢简最初使用的CCD的有效像素仅为242×276，相当于如今一台普通数码相机像素数量的1％。由此带来的后果是，每张CCD相片涵盖的天区面积只有他们以前所用的普通光学相片的千分之一。换句话说，原先分析一组相片就能覆盖的天区，如今却要分析一千组相片。但幸运的是，CCD所采用的独特的感光方式为计算机对比相片开启了方便之门，从而大大减轻了对肉眼的依赖。而更重要的是，对于特别暗淡的天体，普通胶片有可能因为敏感度不够而无法记录，这时CCD的优势更是无与伦比。因此，当CCD进入天文观测领域后，朱惠特与卢简便决定用它取代照相胶片。
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这时候，朱惠特与卢简的观测地点也发生了变化。1988年，朱惠特接受了夏威夷大学天文研究所的一个职位。不久，卢简也来到了夏威夷，两人利用夏威夷大学所属的茂纳基雅天文台（Mauna Kea Observatory）（图15）的一台口径2.24米的望远镜继续他们的海外天体搜寻工作。茂纳基雅是夏威夷语，含义是“白山”，那里常年积雪，而茂纳基雅天文台的所在之处正是白山之巅，海拔高达4200米（比汤博所在的罗威尔天文台高了一倍）。那里的空气稀薄而干燥，氧气的含量只有海平面的60％，常人在那里很容易出现高原反应，大脑的思考及反应能力也会明显下降。为了减轻高原反应的危害，天文学家们像登山者一样，在海拔较低（3000米）的地方建立了营地。要去天文台的天文学家通常提前一晚就来到营地过夜，以便让身体提前适应高原的环境，然后在第二天晚饭之后驾驶越野车前往天文台。在那里，朱惠特与卢简夜复一夜地进行着观测。当他们感到疲惫的时候，有时朱惠特会放上一段重金属音乐，有时则卢简会放上一段经典音乐，控制室里响彻着时而激扬、时而舒缓的乐曲。
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图15 茂纳基雅峰上的观测台
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这样的日子一晃就是四年，其间卢简完成了自己的学业，并获得了哈佛大学的博士后职位，但她仍时常回到茂纳基雅天文台，与朱惠特一起，在那白山之巅的稀薄空气里继续着对海外天体的执著搜索。尽管一次次的努力换来的只是一次次的失望，但他们锲而不舍地坚守着这份孤独的事业。幸运的是，在那四年中，CCD的技术有了长足的发展，分辨率由最初的242×276提高到了2048×2048，从而大大提升了搜索效率。在毅力、耐力和技术这三驾马车的共同牵引下，朱惠特与卢简这场巅峰之战的胜利时刻终于来临。
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那颗星星不在星图上：寻找太阳系的疆界 1992年8月30日，在对比两张CCD相片时，一个缓慢移动的小天体引起了朱惠特的注意。一般来说，距离太阳越远的天体运动得越慢，从那个天体的移动速度来看，它与太阳的距离似乎有60天文单位。换句话说，这似乎是一个海外天体。当然，仅凭两张相片的对比是不足以作出结论的，于是他们对该天区进行了反复的拍摄与对比，结果证实这一天体的确是在缓慢地运动着，而且其运动速度所显示的距离的确是在海王星轨道之外，因此的确是一个海外天体。
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朱惠特与卢简终于成功了。四年了，他们在这仿佛伸手便可摘到星星的巅峰之上苦苦寻找，运气却仿佛远在星辰之外。没想到成功竟然就在今夜，这一刻真让人猝不及防！朱惠特与卢简兴奋得像两个大孩子一样在观测室里又蹦又跳。他们将这一消息通告了国际天文联合会（International Astronomical Union）所属的小天体中心（Minor Planet Center）〔3〕。9月14日，小天体中心的天文学家马斯登（Brian Marsden）正式公布了这一发现，并确定了该天体的临时编号：1992QB1〔4〕。据测定，1992QB1的轨道半长径约为44天文单位（比朱惠特最初估计的要小，但的确是在海王星轨道之外），直径约为160千米。
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〔1〕按照用姓氏称呼外国人名的惯例，Jane Luu应该被称为卢，考虑到一个字的中文名用起来比较别扭，本书将Jane Luu按全名译为卢简。
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〔2〕我们曾在第20章中提到过这个天文台，海王星档案就是在那里失而复得的。塞罗托洛洛天文台虽远在智利，却是美国国家光学天文台（National Optical Astronomy Observatory）的一部分。
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〔3〕Minor Planet Center若直译，应为“小行星中心”，但考虑到中文的“小行星”一词往往特指由英文asteroid所表示的小行星带中的小天体，因此本书将之译为“小天体中心”。
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〔4〕自1925年以来，天文界采用了以发现年份外加两个英文字母作为小天体临时编号的做法。其中第一个字母（I与Z不出现）表示发现小天体的半月，从一月上半月的A到十二月下半月的Y。第二个字母（I与Z同样不出现）则按照小天体在该半月中的发现顺序排列。如果该半月中发现的天体数目超过24个，则以下标表示字母被重复使用的次数。请读者按照这一命名规则推算一下1992QB1是哪一个半月发现的？以及它是该半月中被发现的第几个小天体？
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