주메뉴바로가기본문바로가기
비즈한국 비즈한국

科學
“冥王星殺手”與“行星竊賊”之間發生的事

本文由AI自動翻譯。與韓語原文相比可能存在誤差。  Read original in Korean →

[비즈한국] 每當我介紹自己是一名天文學家時,總會收到一個問題:“你是在尋找什麼新星星嗎?”每當聽到這個問題,我心裡就會想:找新星星?在這個時代,到底有哪個沒活幹的天文學家會做那種毫無意義的研究呢?

事實上,追溯到19世紀,天文學家確實在做尋找新星星的工作。當時,在太陽系內發現新的彗星和小行星,單是增加太陽系成員的數量本身就是一項偉大的科學成就。但遺憾的是,那樣的時代已經過去了。如今,人們早已利用尖端自動化望遠鏡掃視整個天空,幾乎摸清了所有的恆星和星系,並繪製出了龐大的地圖。21世紀的大多數天文學家,都不會沉迷於用肉眼一個個尋找“新星星”這種瑣碎的工作。

如今的天文學家大多認為,太陽系內大的行星和主要天體都已經發現了,剩下的不過是一些毫無意義的小碎塊。但加州理工學院的邁克·布朗(Mike Brown)不同。他認為太陽系中至今仍隱藏著我們尚未發現的“隱形行星”。早在冥王星還被稱為太陽系最後第九大行星的時代,邁克·布朗就認為,在比冥王星更遠的黑暗中,一定還等待著第十、第十一個行星被發現。周圍的同事們都用惋惜的眼光看著邁克·布朗,擔心他是在浪費時間,但他那孤獨的“新行星探索”仍在繼續。

天文學家克萊德·湯博(Clyde Tombaugh)在1930年拍攝的照片中發現了移動的物體,照片間隔為6天。箭頭所指的就是冥王星。真是模糊不清!圖片來源=Lowell Observatory Archives
天文學家克萊德·湯博(Clyde Tombaugh)在1930年拍攝的照片中發現了移動的物體,照片間隔為6天。箭頭所指的就是冥王星。真是模糊不清!圖片來源=Lowell Observatory Archives

他可以說是21世紀唯一一位繼承了中世紀前輩天文學家遺志的、當今最後的“行星獵人”。沉寂已久的邁克·布朗突然開始在太陽系邊緣捕獲新的天體。而且,這些天體的體積與被稱為行星的冥王星相似。布朗感到非常自豪,認為自己終於可以作為冥王星之後第十、第十一個行星的發現者載入史冊。

然而,就在他全力進行研究時,傳來了一個令人震驚的訊息。他團隊發現並正在研究、從未向任何人透露過的那個天體,被地球另一端的另一位天文學家宣佈為“新發現”!這到底是怎麼回事?

這是天文學家邁克·布朗在探索太陽系外圍小天體時,遭遇的太陽系史上最嚴重的竊取事件的全過程。

我以為是我先發現的……

2004年12月28日,邁克·布朗發現了一顆在太陽系盡頭緩慢徘徊的冰塊小天體。由於發現的時間剛好在聖誕節後不久,布朗給它起了個綽號叫“聖誕老人”。雖然它明顯距離比冥王星還要遠,但布朗並沒有大驚小怪。因為他當時只是確定了“聖誕老人”這顆天體的存在,還未掌握它是否真的比冥王星大、具體特性如何等任何科學特徵。當時他對這顆天體一無所知,還沒到向世人正式公佈的時候。

邁克·布朗發現的“聖誕老人”被認為身邊伴有兩個衛星,並帶有微弱的光環。目前該天體被稱為“妊神星”(Haumea)。最初因為其亮度與距離相比相當亮,被誤認為比冥王星稍大,但後來布朗透過後續觀測發現,其表面是由高反射率的冰組成的,所以看起來比實際體積更亮。遺憾的是,它並沒有冥王星大。圖片來源=Pablo Carlos Budassi
邁克·布朗發現的“聖誕老人”被認為身邊伴有兩個衛星,並帶有微弱的光環。目前該天體被稱為“妊神星”(Haumea)。最初因為其亮度與距離相比相當亮,被誤認為比冥王星稍大,但後來布朗透過後續觀測發現,其表面是由高反射率的冰組成的,所以看起來比實際體積更亮。遺憾的是,它並沒有冥王星大。圖片來源=Pablo Carlos Budassi

為了透過分析後續觀測資料來確定“聖誕老人”的具體引力和大小,布朗發現了環繞在它身邊的兩顆小衛星。這些衛星是很久以前“聖誕老人”與其他小天體碰撞時飛濺出去,但被它的引力束縛而存活下來的碎片。於是,布朗給這兩顆小衛星取名為拉拽聖誕老人的兩隻馴鹿的名字——“魯道夫”和“布立增”。

在“聖誕老人”周圍發現衛星是一個極其重要的發現。透過觀察衛星的軌道速度和距離,可以精確計算出束縛住衛星的“聖誕老人”的引力和質量。也就是說,可以弄清楚它到底是真的比冥王星大的天體,還是又一個比冥王星小的普通小天體!遺憾的是,“聖誕老人”的大小隻有冥王星的三分之一左右。它並不是比冥王星大得多的新天體。

在最初發現“聖誕老人”存在的約6個月裡,布朗一直在悄悄摸清它的特性,並將發現整理成論文。布朗不想只公開“存在一顆叫聖誕老人的天體”這一片面的事實。他想計算出所有在科學上有意義的特性,然後將其作為一篇完整的論文公之於世。

邁克·布朗新發現的太陽系外圍小天體軌道分佈。布朗證實,在與冥王星相似的軌道上,有許多與冥王星大小相似的小天體。圖片來源=NASA
邁克·布朗新發現的太陽系外圍小天體軌道分佈。布朗證實,在與冥王星相似的軌道上,有許多與冥王星大小相似的小天體。圖片來源=NASA

在撰寫論文的過程中,布朗收到了一封郵件。是NASA研究團隊發來的,詢問布朗打算何時宣佈發現名為K40506A的天體,以及他們是否可以對其進行補充觀測。K40506A指的就是“聖誕老人”。這是布朗觀測“聖誕老人”的電腦當晚自動生成的序列號。K代表柯伊伯帶,40506代表拍照日期2004年5月6日,A代表當晚拍攝的第一張照片。但情況有些不對勁。K40506A這個名字只是布朗電腦裡指代“聖誕老人”的序列號。NASA的其他科學家怎麼會知道並稱它為K40506A?難道他們偷偷黑進了布朗的電腦?

隨後,一封更令人震驚的郵件飛了過來:“有人宣佈先發現了聖誕老人!”

奧爾蒂斯竊取布朗發現的方法

令人驚訝的是,地球另一端的西班牙天文學家何塞·奧爾蒂斯(Jose Ortiz)宣佈,他在2003年拍攝的照片中發現了“聖誕老人”!奧爾蒂斯將其稱為另一個序列號2003EL61。不僅如此,他還聲稱“聖誕老人”比冥王星還大。布朗非常清楚這不是事實。布朗正在秘密撰寫的論文中,透過環繞“聖誕老人”的兩顆衛星的運動,已經精確計算出它比冥王星要小。到底發生了什麼事?

接下來的幾天裡,記者和同事們紛紛前來詢問,奧爾蒂斯團隊發現的2003EL61是否就是布朗發現的“聖誕老人”。雖然內心感到懷疑和虛脫,但布朗每次面對詢問時都如實回答:雖然過去6個月裡他認為自己發現了“聖誕老人”,但確實是奧爾蒂斯先宣佈了發現。

利用夏威夷凱克望遠鏡觀測到的“聖誕老人”(妊神星)。在其身邊上下模糊的兩個點就是它的兩顆衛星。這張照片是由邁克·布朗研究團隊觀測拍攝的。圖片來源=Caltech
利用夏威夷凱克望遠鏡觀測到的“聖誕老人”(妊神星)。在其身邊上下模糊的兩個點就是它的兩顆衛星。這張照片是由邁克·布朗研究團隊觀測拍攝的。圖片來源=Caltech

然而,心中的疑慮依然沒有消除。於是,布朗在谷歌上搜尋了之前NASA科學家提到的(僅記錄在布朗電腦裡的)序列號K40506A。結果只搜到了布朗指導的一名研究生即將在學術會議上發表的關於“聖誕老人”的簡短摘要。但在檢視搜尋結果時,布朗發現了一個奇怪的網站。那是一個記錄了智利某望遠鏡在5月某特定日期觀測到的所有天體資料的歸檔網站。該網站由一位俄亥俄州的天文學家管理,他曾負責製作智利望遠鏡的相機裝置。他並沒有惡意,只是勤懇地記錄著他管理的相機每天拍攝了什麼天體。

布朗發現,只要稍微更改一下那個網站上的數字,就能看到K40506A在其他日期拍攝的照片。如果有人偶然看到了布朗指導學生在學術會議上註冊的論文摘要,從而對K40506A產生了興趣,又恰好發現了那個忠實記錄了K40506A觀測記錄的望遠鏡日誌網站,那麼他們不就可以像布朗那樣獲取K40506A在其他日期的照片了嗎?!並且透過對比不同日期拍攝的K40506A的位置,算出它的軌道,從而發現比冥王星更遠的新天體這一驚人事實嗎?!

在有關“聖誕老人”發現過程的可疑傳聞散開後,管理該望遠鏡相機的那位俄亥俄天文學家給布朗發來了郵件。內容更加令人震驚。首先,該天文學家道歉說,他無意中勤懇編寫的拍攝日誌似乎成了引發這種不光彩事件的原因。他也聽說了與布朗發現天體有關的醜聞,開始翻看網站的日誌資料,並核對了訪問記錄。當然,大部分都是來自布朗所在的加州理工學院實驗室IP的訪問記錄。

但有一個奇怪的IP地址引起了注意。在布朗的研究生為發表K40506A的發現而註冊論文摘要,導致K40506A的名字被外界知曉後的第二天,出現了並非來自布朗實驗室的IP訪問痕跡。那正是何塞·奧爾蒂斯工作的西班牙某大學的IP地址。

先到先得地匆忙發表 VS 發表前進行嚴謹研究

圍繞妊神星發現權產生爭執的兩名天文學家邁克·布朗(左)和何塞·奧爾蒂斯(右)。
圍繞妊神星發現權產生爭執的兩名天文學家邁克·布朗(左)和何塞·奧爾蒂斯(右)。

雖然奧爾蒂斯最終未公開真相,但目前布朗和大多數天文學家認為的事實大致如下:

布朗的研究生向學術會議註冊了論文摘要,其中明確標明瞭K40506A這個新天體的序列號。偶然發現該序列號的奧爾蒂斯在望遠鏡相機的拍攝日誌中找到了K40506A的照片。透過觀察K40506A在多天裡的軌跡,他發現這是一個比冥王星更遠、令人興奮的天體。獲取了多日照片的奧爾蒂斯,足以精確求出K40506A的軌道。這樣一來,他不僅能推測未來,還能知道過去K40506A大約經過天空中的哪個位置。奧爾蒂斯比布朗更迫切地尋找是否有偶然拍攝到K40506A的照片,並幸運地發現另一臺望遠鏡在2003年碰巧拍到了K40506A經過天空的身影。就這樣,奧爾蒂斯試圖向世人宣佈,他在2003年的照片中首次發現了K40506A的存在。

真相大白後,奧爾蒂斯反而倒打一耙,開始指責布朗。他聲稱布朗在發現新天體後,沒有讓其他天文學家共享研究機會,而是獨佔研究。他主張應該譴責打破學術界“立即分享新發現”傳統的布朗。

最終,布朗和奧爾蒂斯之間的這場爭議,演變成了一場關於科學家應持何種態度的大辯論:是發現有趣的新天體後應立即宣佈其存在,以便同行參與研究更好,還是在準確掌握特性並得出無偏差的結論後再發表更好?你們怎麼看?

被發現了,但沒有人是發現者?

在天文學界,傳統上如果發現了新天體,發現者有權命名。那麼,K40506A的名字該由誰來定?是明知其存在卻不聲張、勤懇研究的布朗?還是察覺布朗隱瞞的天體存在,挖掘出比布朗望遠鏡拍攝時間更早的照片並公佈於世的奧爾蒂斯?

查閱國際天文學聯合會(IAU)公佈的新天體列表,就能知道K40506A最終的結局。該表中列出了每個天體最初拍攝的望遠鏡名稱、拍攝日期、首次發現者、天體名稱及簡單的物理量。但只有K40506A以一種奇怪的方式記錄著。

雖然首次拍攝到K40506A的是西班牙的望遠鏡,但其名稱記錄為加州理工學院布朗團隊提出的“妊神星”(Haumea)。“妊神星”是夏威夷神話中身體粉碎、碎片化為其他夏威夷神祇的女神,考慮到它在自身碎裂的過程中飛出的碎片成為了環繞它的衛星,這個名字非常適合K40506A(聖誕老人)。然而,與其它天體不同,K40506A的發現者一欄是空的。國際天文學聯合會最終選擇了誰也不偏袒。它就這樣成為了一個由西班牙望遠鏡首次拍攝、由加州理工學院天文學家命名,雖然是被發現了,但“沒有發現者”的奇怪天體。

邁克·布朗發現的代表性柯伊伯帶小天體。2006年,天文學家就包括冥王星在內的這些柯伊伯帶小天體是否都應作為新行星增加,還是將冥王星降級為非行星的矮行星進行了投票。最終,本想尋找繼冥王星之後新行星的邁克·布朗,卻湊巧成為了導致冥王星被剝奪行星地位的始作俑者。圖片來源=NASA
邁克·布朗發現的代表性柯伊伯帶小天體。2006年,天文學家就包括冥王星在內的這些柯伊伯帶小天體是否都應作為新行星增加,還是將冥王星降級為非行星的矮行星進行了投票。最終,本想尋找繼冥王星之後新行星的邁克·布朗,卻湊巧成為了導致冥王星被剝奪行星地位的始作俑者。圖片來源=NASA

在這場“行星竊賊”風波之後,布朗的新行星狩獵並未結束。他最終開始發現那些他渴望找到的、比冥王星更大的柯伊伯帶小天體,並提供了2006年讓冥王星失去行星地位的契機。因為這件事,他一度被美國民眾稱為“冥王星殺手”,但他現在正大方地將這個綽號作為自己的Twitter賬號ID。近期,布朗還發現了比冥王星遠三倍的太陽系邊緣新小天體“Farfarout”,正在一步步拓展太陽系的疆域。

邁克·布朗淡定地講述自己成為冥王星殺手的故事。
邁克·布朗淡定地講述自己成為冥王星殺手的故事。
筆者翻譯出版的邁克·布朗著作《我為何殺死了冥王星》,如果你好奇冥王星為何會處於那樣的悲劇命運,以及究竟什麼是行星,我推薦閱讀他的故事。
筆者翻譯出版的邁克·布朗著作《我為何殺死了冥王星》,如果你好奇冥王星為何會處於那樣的悲劇命運,以及究竟什麼是行星,我推薦閱讀他的故事。

天文學家邁克·布朗在《我為何殺死了冥王星》一書中,介紹了自己是如何背上“冥王星殺手”這一不名譽稱號的,冥王星為何不得不被剝奪太陽系行星的地位,以及他在孤獨探索太陽系小天體過程中經歷的各種軼事。

他或許放棄了一個本可以作為21世紀唯一發現繼冥王星之後新行星的天文學家而名垂青史的機會,反而選擇讓冥王星和他自己發現的小天體都不再是新行星……

本文由AI自動翻譯。與韓語原文相比可能存在誤差。
지웅배 천문학자

고양이와 우주를 사랑한다. 어린 시절 ‘은하철도 999’를 보고 우주의 아름다움을 알리겠다는 꿈을 갖게 되었다. 현재 세종대학교 자유전공학부 조교수로 강연과 집필 등 다양한 과학 커뮤니케이션 활동을 함께 하고 있다. ‘천문학자의 쓸모없음에 관하여’, ‘우리는 모두 천문학자로 태어난다’, ‘우주를 보면 떠오르는 이상한 질문들’ 등의 책을 썼으며, ‘나는 어쩌다 명왕성을 죽였나’, ‘퀀텀 라이프’, ‘UFO’ 등을 번역했다.

writer@bizhankook.com
저작권자 ⓒ 비즈한국 무단전재 및 재배포 금지