附录 7:

行星假说

作者 Paul Schlyter (pausch@saaf.se)

    有些星体的存在只是取决于某些天文学家一时的想法，后来却“消失”了。这里是一份有关它们的故事：

• Vulcan, 水星内部的行星
• 水星的卫星（祝融星）
• Neith －－ 金星的卫星
• 地球的第二颗卫星
• 火星的卫星
• 木星的第十四颗卫星
• 土星的第九、第十颗卫星
• 天王星的六颗卫星
• X行星
• Nemesis －－ 太阳的伴星
• 查阅

Vulcan, 水星的内部行星, 1860-1916, 1971

    在1860年海王星被观测到之前，法国的数学家勒威耶和亚当斯就已经预测了它的位置。这一准确预测表明有关水星的运动偏差或许是由于水星的内部行星或是在水星的运行轨道内存在着第二个小行星带引起的。而这些只有在它们经过太阳或在日全食的时候才有可能被观测到。在Zurich的太阳资料中心的Prof. Wolf曾经在太阳上看到一些可疑的小点，另一个天文学家也曾看到一些相似的东西。一共二十四个点，看来与水星的内部行星轨道十分匹配，一个的运行周期为26天，另一个为38天。

    1859年，勒威耶收到一封属名为Lescarbault的天文业余爱好者的来信，信上说他在1859年3月26日在太阳上观测到一个黑圆点，看来似乎是一颗行星通过太阳表面。他看这个黑点在一个小时零一刻钟的时间内，移动了相当于太阳直径四分之一的距离。Lescarbault估计它的轨道倾角在5.3到7.3度之间，它中心点的经度约为183度，它的离心率“十分大”，它通过太阳的时间为四小时又三十分。勒威耶研究这一观测结果，并计算出它的自转周期为19天又7个小时，离太阳距离为0.1427天文单位，倾角为12度10分，中心点为12度59分。它的直径比水星小，质量约为水星的十七分之一。由于它太小了，因而无法计算出它的轨道与水星轨道的偏差，但或许这是在水星内的小行星带中最大的一颗。勒威耶倾注了所有的精力在这个黑点上，并命名它为Vulcan（火神）。

    在1860年发生了一次全日蚀。勒威耶动员所有的法国以及其他国家的天文学家去找寻Vulcan，但却无人寻得。勒威耶开始更倾向于Wolf的“太阳黑子”的解释了，并且这种猜测在1877年勒威耶逝世之前便得到了更多有力的证据。在1875年4月4日，一位德国天文学家H. Weber在太阳上看到一个圆点。值得注意的是，勒威耶的计算表明Vulcan可能在那年的4月3日经过，而Wolf发现那个周期为38天的行星也可能在那个时候出现。这个“圆点”当时被设在格林威治和马德里的天文台拍摄下来。

    在1878年7月29日的日食之后，也曾有过一阵骚动，两个观测者声称在太阳附近看到小的亮的圆盘状物体，而这物体只可能是在水星内轨道上运行的小行星：J.C Watson (密歇根大学的天文教授)确信发现了两颗水星的内部行星！Lewis Swift (1992年回归的Swift-Tuttle彗星的发现者)也认为他看到那颗星就是Vulcan。但他所看到的星的位置却与Watson所看到的位置完全不同。另外，无论是Watson还是Swift所看到的，都不符合勒威耶或是Lescarbault对Vulcan的描述。

    自此以后，尽管天文学家在全日食时仍竭力观测，却再也没有看到Vulcan。在1916年爱因斯坦出版了《广义相对论》，书中没有依靠引进未知的水星内部行星便解释了水星运行轨道偏差的原因（根据广义相对论的观点，质量产生引力场，质量越大引力场越强，引力场也是一种质量，这一质量产生了较小的引力场，引起了水星轨道的偏差。类似于电磁波的发散，电场与磁场的相互转变。－－译注）。在1929年的5月，波茨坦人Erwin Freundlich拍摄了整个全日食的照片，并且仔细研究这些照片，再于六个月后拍摄了太阳周围的照片，发现在太阳附近并没有比九等星更亮的天体了。

    但是，过去人们看到的又是什么呢？Lescarbault不可能去编造一个“童话”，勒威耶也不可能无道理地相信他。或许Lescarbault当时碰巧看到了一颗正在地球轨道上运行的，离地球十分近的小行星，而那颗小行星在当时还未被人知晓，所以导致Lescarbault产生的唯一解释便是这是水星的一颗内轨道行星。而至于Swift和Watson或许是观察时比较匆忙，而错把某些恒星认成Vulcan。

    在1970～71年，"Vulcan"又再次被提起，原因是一些观测者认为他们在全日食时探测到了一些在太阳附近的微弱的光。但这也可能只是一些暗淡的彗星。后来人们确实看到了这几颗彗星，而它们由于运行轨道离太阳过近而撞上了太阳。

水星的卫星, 1974

    1974年3月27日，水手10号飞行探测器飞经水星，探测仪器感应到理应不存在的剧烈的光波场。第二天它消失了。三天后它又出现了，并且这天体似乎在离开水星。一开始，天文学家们认为这是一颗恒星。但是他们却在两个完全不同的位置观测到它；并且众所周知，如此强烈的紫外线波是无法在星际媒介中传播很远的，除非这是一个离我们十分近的天体。难道是水星的卫星吗？

    经过一个令人激动的星期五，这个天体的速度已被估测出了，大约为4千米每秒，这个速度恰与卫星的速度相符。JPL的管理员被叫来了，他们把这艘即将完成使命的飞行器完全转交给了UV组，每个人开始担心在星期六的新闻中将如何报道这件事。这个猜想会被公布吗？但是媒介早已获得消息。一些较大的、较为正统的报纸直接公开了这个猜想。而另一些报刊却把这颗水星的卫星当作惊险小说来写。

    这颗“卫星”究竟是什么呢？它从水星直飞过来，终于被确认为一颗热恒星Crateris。而那个强烈的发射场的由来，它如何能达到行星上却仍是个谜。有关水星卫星的故事便这样结束了。可与此同时，在天文学上又产生了另一种说法：强波并非如以往所认为的那样被星际媒质完全吸收。比如说，Gum星云已被证明能发射十分强烈的紫外线波，在夜空中呈140度以540埃波长辐射。天文学家们又找到了新的探知点，这或许是天文学家观察“天堂”的又一扇“窗”吧 。

Neith, 金星的卫星, 1672-1892

    在1672年，当时最优秀的天文学家之一－－卡西尼观测到一个离金星十分近的天体。金星有卫星吗？卡西尼决定先不把他的发现公诸于世。但十四年后，在1686年，他再次观测到了这个天体，于是他把这一发现写入了自己的日记。据估计这个天体的直径约为金星直径的四分之一，并且与金星有相同的相位。后来，这个天体又被其他天文学家观察到：James Short在1740年，Andreas Mayer在1759年，J. L. 拉格朗日在1761年（拉格朗日宣布这颗卫星的运行轨道面与黄道面垂直）都分别看到了它。在1761年的一年中，它被五位观察者总共观测到18次。在1761年6月6日，Scheuten的观察经历犹其有趣：他看到金星沿着自己的轨道围绕太阳公转，在一侧有一个较小的黑点跟着它一起运行。但在英国切尔西的Samuel Dunn，这位同时看到这一景像的人却没有发现那个黑点。在1764年两个观察者一共8次观测到这个天体。其他的观察者却没有看到这颗卫星。

    当时天文学界存在一个争论，在一些人报告看到这颗卫星的同时，却也有不少人花了很大功夫却仍没有发现它。1766年，维也纳天文台的负责人Father Hell发表了一篇论文，提出那些自称看到金星卫星的人所看到的不过是视觉幻觉而已－－因为金星的光太强烈，从望远镜再到人眼中，就形成了一个较小的叠影。其他人却发表论文说人们所看到的卫星是真实存在的。1777年，德国的J. H. Lambert在柏林公布了这颗卫星运行轨道的有关数据：轨道半径为66.5个金星的半径长，运行周期为11天又3个小时，与黄道的倾斜角为64度。他还预测可在1777年的7月1日当金星通过太阳时看到它。（后来证明在Lambent的计算中有错误：那颗卫星与金星之间的距离，相当于月球到地球的距离。而金星的质量只比地球小一点。它卫星的运行周期却只为月球绕地球周期的三分之一多，这显然是不正确的。）

    1768年，在哥本哈根的Christian Horrebow也曾看到过这颗卫星。当时也有三个观测者，其中包括最伟大的天文学家之一的威廉·赫歇耳－－但三个人都没有发现这颗卫星。后来在1875年，德国的F. Schorr出版了一本有关这颗卫星事件的书。

    1884年，皇家天文台的前负责人，M. Hozeau提出了另一种假设。在分析各项数据的基础上，他提出所谓的金星的卫星大约每隔2.96年（或1080天左右）出现在邻近金星的区域。他认为这并不是金星的卫星，而是一颗行星，每283天绕太阳运行一周，而与金星每1080天交会一次。Hozeau还把它命名为Neith，而它也从此不再具有神秘感了。

    1887年，也就是在Hozeau解开“金星卫星”之谜三年之后，培根学院发表了一份报告，上面详细报道了每一次观察的调查报告及各种细节。一些观察看到的只是金星附近的恒星。特别是Roedkier的观测被证实是由于接连地把Chi Orionis, M Tauri, 71 Orionis, 和 Nu Geminorum误认为是卫星而造成的。至于James Short是看到了一颗比8等星稍暗的恒星。由此，勒威耶和Montaigne的观测便可以解释了。Lambert的轨道相关数据的计算也可被推翻了。而1768年Horrebow在观测结果也可归于塞塔图书馆了。

    在这篇调查报告出版后，只有一个新观测被公布。E. E. Barnard很早就开始观测，却从未看到过Neith。可在1892年的8月13日，他报告在金星附近发现一颗相当于7等星的天体。据他说，在这个方位，没有恒星，而且他的视力又是众所周知的好。我们仍无法知道他看到的是什么。会不会是一颗还未标明的小行星呢？还是一颗短命的新星呢？

地球的第二颗卫星, 1846-发表

    1846年，Toulouse天文台的负责人－－Frederic Petit宣布他们发现了地球的第二颗卫星。它是在1846年3月21日傍晚时被三位观察者看到的，他们是Toulouse的Lebon和Passier以及Artenac的Lariviere。Petit发现这颗卫星的运行轨道是椭圆的，运行周期为2小时44分59秒，它离地球（表面）最远距离为3570千米，最近距离为11.4千米。听到这个发现后，勒威耶抱怨说由于空间距离的阻隔，许多事都无法得到确证。而Petit却义无反顾地致力于对这第二颗地球卫星的研究，并终于在15年后宣布正是这颗小卫星造成了地球的主要卫星－－月球的一些特殊的运行情况，可是这一点几乎被所有的天文学家所忽视。要不是法国作家凡尔纳在书中提及，它几乎就被遗忘了。在凡尔纳的小说《从地球到月球》中，写到一艘航空船差点撞上一个小天体，而小天体却没有撞向他们，而是绕着地球运行：

“它只不过是一颗比较大的陨星而已，”Barbicane说，“但它似乎被地球吸引着作环绕地球的运动。”

“可能吗？”Michel Ardan惊叫说，“难道说地球有两颗卫星？”

“是的，我的朋友，地球有两颗卫星，而不是像我们通常所认为的那样只有一颗。这是因为这第二颗卫星太小，运行速度又太快，以至于地球人一直没有看到它罢了。据说，法国的天文学家Monsieur Petit已证实了它的存在，并计算了它的运行轨道。他说这颗卫星公转周期约为3小时20分钟……”

“其他天文学家同意他的看法吗？”Nicholl问道。

“没有”，Barbicane回答说，“但是，如果他们能像我们一样亲眼目睹的话，肯定不会再有怀疑了……它还提供了一个我们确定方位的方法……它的离地距离我们知道，那么，我们是在离地7480千米与它相遇的。”

    成千上万的人阅读了凡尔纳的这本书，可是直到1942年才有人注意到他小说中的不一致之处：

1. 一个离地距离为7480千米的卫星的运行周期应为4小时48分钟，而不是3小时20秒。
2. 由于它是在太空舱中被看到的，而月球却不能被看到。而这两颗卫星应当作的是逆向的运行，这是十分值得记录的一笔，而凡尔纳却忽略了。
3. 在任何情况下，这颗卫星都是在阴暗中，不能被看到的。因为抛射体在十分长的一段时间内是不会离开地球的阴影的。

    威尔逊山天文台的R.S. Richardson博士，在1952年描述了这颗卫星的运行轨迹：近地点为5010千米，远地点为7480千米，离心率为0.1784。

    由于凡尔纳使Petit所发现的第二颗卫星闻名于世，越来越多的业余天文学家发现这是一个成名的好机会－－任何人只要发现这颗卫星，他的名字便会被载入天文学的史册。没有几个主要的天文台从事这地球第二颗卫星的研究，即使有也要暗自进行。而德国的业余爱好者们却在积极地跟踪着那个被他们称为Kleinchen ("一点点")的天体－－虽然他们从未找到它。

    W. H. Pickering一直笃信着这样一个理论：如果卫星的轨道离地球的表面距离为320千米并且它的直径为0.3米，又拥有月球般的反照率，那么它必然可以通过3英寸的天文望远镜观察到。一颗直径为3米的卫星可能成为第5星等的裸眼可见的天体。虽然Pickering并未寻找Petit所说的天体，他却在进行着寻找第二等卫星－－即月球的卫星的工作（1903年的《大众天文》中报道“通过图象来寻找月球的卫星”）。可是他没有找到，事后他总结认为月球的卫星的直径小于3米而无法观察到。

    Pickering那篇关于一颗极小的卫星存在的可能性的文章－－《一颗流星般的卫星》刊登在1922年的《大众天文》上，不想又引起了业余天文爱好者的一阵骚动。主要原因是这篇文章提供了观察上的一些实际的要求：“一架3～5英寸的天文望远镜和一个低倍的目镜即可。这无疑对业余爱好者是一次好的机会。”可惜又一次的，一无所获。

    有一种理论认为向来无法解释的月食运行轨道的偏离是由于这第二颗卫星的重力场引起的。那就意味着这个天体的直径至少应有几千米这么大－－但如果存在这样大的一颗卫星，那它早应被古代巴比伦人发现了。即使它十分小，但由于它相对比较近又移动得十分快，也应当是十分明显的，就像我们看到人造卫星与航天飞机一样。可是另一方面，又无人有兴趣去观察过小的天体。

    当然还有不少人提出地球的第二颗天然卫星存在的想法。1898年，Georg Waltemath博士声称他不仅发现了第二颗卫星，还发现了一系列的白矮星。Waltemath提供了这卫星的轨道数据：距地球1.03亿千米，直径为700千米，运行周期119天，synodic周期177天。“有时”，Waltemath说，“它在晚上像太阳一样明亮”并且他认为这颗星就是Lient Greely在1881年10月2日在格陵兰看到的。Waltemath还预言在1898年的2月2日、3日、4日，这颗卫星将经过太阳，这再次唤起了公众的热情。在2月4日，Greifswald邮局的12个雇员不加任何保护地用裸眼观察太阳。(Herr Postdirektor Ziegel便是其中的一个)可容易想象当时那个有趣的场景：一个在普鲁士战役中的军人在办公室的窗前，指着天际，对着他唯命是从的雇员讲着Waltemath的预言。在被采访时，那些目击者说看到一个黑色的天体出现在太阳的直径上，并于柏林时间1:10至2:10通过太阳。但后来被证实是错误的，因为就在那个时候，两位有经验的天文学家：澳大利亚Pola的Baron Ivo von Benko和Jena的W. Winkler也在仔细地观察。据他们说只是一些太阳黑子罢了。这次的失败并未使Waltemath气馁，他仍旧坚持自己的预言并呼吁大家去证实。当代的天文学家已被一次又一次的诸如“嘿，顺便问一下，那颗新卫星怎么样了？”之类的问题激怒了。但占星术家的理论却变得流行了－－在1918年名为Sepharial的占星术家把这颗卫星命名为Lilith。他认为它在大部分时间里是暗而不可见的，只有在它离得相当近或通过太阳时才可看到。Sepharial在Waltemath观察成果的基础上，建立了一套Lilith的理论。他认为Lilith与月球有大致相同的质量，虽然很难观察到，却以干扰了地球的运行而显示它的存在。甚至到了今天，Lilith－－这颗黑色卫星仍被一些占星术家标在自己的天宫图上。

    总有一些观察者不时地报告看到“其他的地球天然卫星”。德国的天文杂志《Die Sterne》报道说名为W. Spill的德国业余天文学家在1926年5月24日观察到这第二颗卫星通过月球。

    在1950年左右，当人造地球卫星刚开始被提出时，每个人都预见它只能被分级式火箭送上天，不载任何无线电发射装置，而由在地雷达跟踪。如果这样的话，一些近地的小卫星会产生极大干扰，它们会反射雷达发射到人造卫星上的波。但这却提供了人们寻找天然卫星的好方法，Clyde Tombaugh发展了这项技术：在离地5000千米高的卫星速率被预测出。一个拍摄站便以这个速度跟踪拍摄。恒星、行星等天体在照片上显现一条直线，但在这一高度的卫星却显示成一点。如果卫星不在这个高度，那么它在照片上表现为一条短小的直线。

    Lowell天文台的观测始于1953年，并且真正地探索了一块处女地：除了这个德国天文台外，没有人注意到地月之间的这块空间。到1954年秋，各类享受很高声誉的周刊和日报报道说这个天文台的观测已得到了初步结果：有一个离地高度为700千米和一颗离地高度为1000千米这样两颗卫星。人们普遍地产生这样的疑问：“它们是否是天然卫星呢？”没有人知道这些报道源自何处－－因为天文台的观测根本没得到什么结果。在1957年和1958年当第一颗人造卫星发射后，其上携带的相机才又继续追踪那些卫星。

    但是这并不意味着地球只有一颗天然卫星。地球可能在很短的时间内有一颗近地卫星。流星体飞过地球，穿过上层大气时会损失很大动能而进入围绕地球的卫星轨道。但由于它经过大气上层的每个近地点，它不会维持很长时间，或许只有一或两个周转，也可能达到一百个周转（相当于150小时左右）。一些报告表明这样的“瞬间卫星”曾被看到过，可能当初Petit所看到的便是这样的卫星。

    除了“瞬间卫星”这种解释外，还可能有两种可能性。一个可能是月球有自己的卫星－－但是尽管经过许多次搜索，都没有发现过（据现在所知的，月球的引力场十分不稳定或者说太“不平”了，以至于它的任何卫星轨道也十分不稳定－－那绕月卫星便会在运行相当短一段时间后，一般几年或十年左右，撞向月球）。另一种可能是存在着绕月球运行的特洛伊卫星，落后或超月球公转轨道60度。

    Krakow天文台的波兰天文学家Kordylewski首先报告了这种“特洛伊卫星”。他是在1951年开始他的寻找的。他希望能在绕月轨道上找到一颗离月球为60度的大小合适的天体。可是探索一无所获。在1956年他的同国人，同事Wilkowski提出可能存在许多微小的天体，由于太小而不能被单独看见，但却多得合成云状粒子。如果这样的话，最好的观察方式将是用肉眼，而不是通过天文望远镜。用天文望远镜只会“漠视”了它们的存在。Kordylewski博士很愿意试一试。他所需要的是一个无月的晴朗的夜空。

    1956年10月，Kordylewski终于首次在距月球60度的两个位置中的一处，看到了明亮的碎片。它不是很小，对角为2度（大约是月球的4倍），它很暗，只有众所周知的对日照（黄道带上正对太阳的明亮碎片）的亮度的一半。1961年的3、4月，Kordylewski成功地在预计位置上拍摄到了两片星云。它们看上去似乎在不断扩大，不过这可能只是由于亮度的改变而造成的视觉差而已。1975年，J. Roach运用 OSO (公转太阳天文台)的6艘太空飞船探测了这些“云状卫星”。1990年它们再次被拍摄下来，这次是由波兰的天文学家Winiarski拍摄的，他还发现它们“徘徊”在高于“特洛伊卫星”10度的地方，它们的光比黄道带的光红一些。

    至此长达一世纪的对于地球第二颗卫星的搜寻似乎已成功了，即使这颗卫星与当初任何人想预计的都不同。它们十分难找，也很难与黄道带的光发开，特别是那颗对日照。

    但仍有人认为还存在另一些天然地球卫星。在1966年至1969年间，美国科学家John Bargby声称他观察到至少十颗小到只能通过天文望远镜才观察到的地球天然卫星。Bargby发现了这些天体的椭圆轨道：离心率为0.498，半主轴长14065千米，远地点高度14700千米，近地点高度680千米。Bargby认为它们是在1955年破裂的天体的碎块。他得到的这些结论大都是建立在不稳定的人造地球卫星的基础上的。Bargby运用人造地球卫星所提供的资料，却没有意识到这些数据只是一些近似值，甚至于有时是错误的，因此根本不能应用于精确的科学分析。另外，根据Bargby的观察结果，当他所说的卫星经过近地点时，应为可见的一等星，应该轻易地就被肉眼观察到，可是却从没有人看到类似的天体。

    1997年，Paul Wiegert (等人)发现了小行星3753有一个很奇怪的轨道，似乎是地球的一颗伴星，可是它并不围绕地球运动。

火星的卫星, 1610, 1643, 1727, 1747, 1750, 1877-发表

    第一个火星有卫星的猜测是在1610年开普勒提出的。在试图解决伽利略有关土星光环的等速问题时，开普勒认为伽利略可能找到了火星的卫星。

    1643年，Capuchin的修道士Anton Maria Shyrl声称看到了火星的卫星。我们现在知道单凭当时的望远镜是根本无法观察到的－－或许Shyrl看到的只是离火星较近的一颗恒星罢了。

    1727年，Jonathan Swift在《格列佛游记》中写了火星的两颗卫星，却鲜为人知。它们的运行周期为10小时和21.5小时。这两颗卫星在1750年Voltaire的小说《Micromegas》中又被延用，故事是描写一个来自天狼星的巨人来访我们的太阳系。

    1747年，一位德国船长，Kindermann说他看到了火星的卫星（只有一颗）。Kindermann说他是在1744年的7月10日看到的，他还提供了这颗卫星的运行周期：59小时50分钟零6秒。

    1877年，Asaph Hall终于发现了Phobos火卫一和Deimos火卫二这两颗火星的小卫星。它们的运行周期分别为7小时39分钟和30小时18分钟，与Jonathan Swift在150年之前所预测的十分接近。

木星的第14颗卫星, 1975-1980

    1975年，Palomar的Charles Kowal（95 P/Chiron彗星的发现者）拍摄了一个天体的照片，它被认为是木星的一颗新卫星。它被几次看到，但却还没来得及计算它的轨道，便消失了。在70年代后期，它一度被作为角注放在课文中。

土星的第九、第十颗卫星, 1861, 1905-1960, 1966-1980

    1861年4月，Hermann Goldschmidt宣布土星的第九颗卫星已被发现了，它的轨道介于土卫六和土卫七之间。他把那颗卫星定名为Chiron。然而这个发现从未被证实－－没有其他人看到过这颗卫星。后来，Pickering在1898年发现了现在被公认为土星第九颗卫星的土卫九Phoebe。这是首次通过实际照片拍摄而发现的（除地球外）的卫星。土卫九也是土星的最外层卫星。

    1905年，Pickering又发现了土星的第十颗卫星，他把它命名为Themis。根据Pickering的描述，它的轨道介于土卫六和土卫七之间并且非常倾斜：距土星1,460,000千米，运行周期为20.85天，离心率0.23，倾斜角为39度。Themis没有再被见到过，但是它却在50至60年代的年鉴及天文书上出现了。

    1966年，A. Dollfus发现了土星的另一颗卫星。它被命名为Janus土卫十，它在土星的光环外绕土星运行。由于它很暗又离光环十分近，所以看到它的唯一机会是从土星的光环的边缘观察，就像这年发现它一样。现在Janus被公认为土星第十颗卫星。

    1980年，当土星再次可被从光环边缘观察时，卷起了一阵观察风。因此又发现了许多近光环的土星卫星。邻近土卫十的另一颗卫星被命名为土卫十一。它们的运行轨道十分相近，有趣的是，它们轨道时常合二为一。这表明在1966年发现的那颗所谓的“土卫十”卫星实际上是这两颗卫星的合运动。那么当年发现的土星第十颗卫星实际上是两颗不同的卫星。后来飞过土星的飞船旅行者1号和旅行者2号证实了这一点。

天王星的六颗卫星, 1787

    1787年，威廉·赫歇耳宣布发现了天王星的六颗卫星。赫歇耳犯了一个错误－－只有其中的两颗（Titania天卫三 和 Oberon天卫四, 最大和最外层的两颗）是真的，其余4颗还只是碰巧在近旁的恒星（……我想我已经听过这类的故事……:-)

行星 X, 1841-1992

    1841年，John Couch Adams开始解决天王星运动的一些疑问。1845年，勒威耶和亚当斯分别提出这些问题的答案。他们认为还存在着一个未知行星的引力场造成了天王星运行轨道的背离。亚当斯试图把这一想法提供给格林威治天文台，但由于他年轻又没有知名度，因此他的设想未被重视。勒威耶在1846年发表了他的假设，但法国当时缺少必要的设备而没有找到那颗行星。勒威耶不得不转而求助于柏林天文台，台中的Galle和他的助手d'Arrest终于在1846年9月23日发现了海王星。现在，亚当斯和勒威耶共同分享预言海王星存在与所处位置的荣誉。

   （受到成功的鼓励，勒威耶又着手于解决水星轨道背离的，问题并提出水星内部行星－－Vulcan的存在，但后来这被证实是不存在的。）

    1846年9月30日，也就是海王星发现后的一个星期，勒威耶宣布在海王星之外可能存在着一颗卫星。10月10日，海王星的大卫星Triton被发现了，这便为计算海王星的质量提供了精确的方法。计算结果是，它比根据天王星的摄动的计算结果大了2％。看来天王星的轨道背离真是由两颗卫星造成的－－另外海王星的真实轨道也与亚当斯和勒威耶所预料的完全不同。

    1850年，Ferguson观察着次级行星Hygeia的运动。Ferguson的报告的一个读者Hind，校到了Ferguson用过的参照恒星表。他无法找到Ferguson的一颗参照恒星。Naval天文台的Maury也无法找到这颗恒星。在一段时间内，它被认为是另一颗未确定的行星造成的，但是在1879年另一个解释产生了：Ferguson在记录时犯了一个错误－－当这个错误被纠正后，另一颗恒星填补了这颗“失踪的参考恒星”的缺。

    1877年，David Todd开始了寻找海王星外行星的第一次严肃的尝试。他运用了“图象法”，尽管仍旧没能解决天王星轨道背离的问题，他却得到了一些海王星外行星的初步数据：距日52个天文单位，周期为375年，比13等星还暗。它的倾角为1.4度，轨道与黄道交角的中心角为103度。

    1879年，Camille Flammarion提供了另一项证明在海王星外存在行星的线索：周期性的彗星一般集中在主要行星的轨道处。木星拥有这样的彗星的数目最多，土星、天王星和海王星也有一些。Flammarion发现了两颗彗星，1862 III的运行周期为120年，远日点为47.6个天文单位，1889 II的运行周期稍长，远日点为49.8个天文单位。Flammarion预测那颗假设的行星可能在距日45个天文单位处运行。

    一年后，就是1880年，Forbes教授发表了一篇学术论文，是有关于远日彗星与行星轨道的关系。到1900年止，已有5颗远日卫星在海王星外发现。于是Forbes提出一颗海王星外行星距日为大约100个天文单位，另一颗距日大约为300个天文单位，周期分别为1000年和5000年。

    在以后的五年中，一些天文学家及一些数学家纷纷发表他们对在太阳系的外层部分能发现什么的设想。巴黎天文台的Gaillot提出在距日45个天文单位及在距日60个天文单位处分别存在着一颗海王星外行星的假设。Thomas Jefferson Jackson See预言存在着三颗海王星外行星：“Oceanus”距日41.25个天文单位，周期为272年； “trans-Oceanus”距日56个天文单位，周期420年，最后一颗距日72个天文单位，周期为610年。德国Munster的Theodor Grigull博士在1902年设想在距日50个天文单位存在着一颗周期为360年的他称之为“哈迪斯”的行星。他假设的主要依据是海王星外远日彗星的运动轨道，以及这样的天体的存在确实会造成天王星的轨道背离的证明相辅助。1921年，Grigull又把“哈迪斯”的轨道周期缩小到310～330年，以此来更好地解释轨道背离问题。

    1900年，哥本哈根的Hans-Emil Lau发表了两颗海王星外行星的数据：距日分别为46.6及70.7个天文单位，质量分别为地球的9倍和47.2倍，星等约为10～11。1900年它们的经度分别为274度和343度，都有180度左右的偏差。

    1901年，Gabriel Dallet预测了一个距日47个天文单位的行星，星等为9.5～10.5，1900年的经度位置为358度。同年， Theodor Grigull预测的一颗海王星外行星的经度角比Dallet预测的那颗小6度，后来又将这个差值减小到2.5度。他预测这颗行星距日为50.6个天文单位。

    1904年，Thomas Jefferson Jackson See预测了三颗海王星外行星，距日分别为42.25、56、72个天文单位。最里的行星的周期为272.2年，在1904年的经度位置为200度。一位俄国军官Alexander Garnowsky预测了四颗行星却没能提供相关的具体资料。

    关于海王星外行星进行的最认真研究的两个都来自美国：Pickering的《有关海王星外行星的研究》(Annals Astron. Obs. Harvard Coll, 卷 LXI 部分 II 1909)，Percival Lowell的《海王星外行星的研究报告》(Lynn, Mass 1915)。他们研究的是同一个课题，却运用了不同的方法，得到的也是不同的结论。

    Pickering运用图象分析法，提出存在“行星0”距日51.9个天文单位，周期为373.5年，质量为地球的2倍，星等为11.5～14的假设。他在后来的24年间又陆续预测了8颗其他行星。他的预测促使Gaillot把自己预测的两颗海王星外行星的距日距离改成44和66个天文单位，它们的质量分别为地球的5和24倍。

    整体而言，在1908年至1932年间，Pickering预测了7颗行星－－O, P, Q, R, S, T 和 U。他有关O和P的最后预测与其原始的数据完全不同，所以总数可以说是9颗，或许这就是9大行星的预兆。Pickering的大部分预言不过是不经意的预测。比如在1911年，Pickering预测行星Q的质量为地球的20000倍，比木星重63倍，是太阳的六分之一，接近于恒星的最小质量。Pickering说行星Q有一个很扁的椭圆轨道。

    在今后的几年中，只有行星P真正受到他的关注。1928年，他把P的距日距离从123个天文单位缩小到67.7个天文单位，周期从1400年改到556.6年。他预测行星P的质量为地球的20倍，星等为11。1931年，在冥王星发现之后，他又更改了P的轨道：距日75.5个天文单位，周期656年，质量为地球的50倍，离心率为0.265，倾角为37度，接近于1911年所预测的数据。他的行星S，是在1928年提出假设，1931年提供数据：距日48.3个天文单位（接近于Lowell预测的行星X的距日距离：47.5个天文单位），周期为336年，质量为地球的5倍 ，星等为15。1929年，Pickering预测了行星U，距日5.79个天文单位，周期为13.93年，距海王星十分近。它的质量为地球的0.045倍，离心率为0.26。预测数据最少的是行星T，它是在1931年被提出的：距日32.8个天文单位，周期为188年。

Pickering对行星O的不同预测数据：

    Percival Lowell，火星上存在运河的最知名的支持者，在亚利桑那的Flagstaff设立了一家私人的天文台。Lowell称他的假设行星为行星X，并进行了许多次探索都没有成功。Lowell对行星X的第一次研究在1909年告一段落，但在1913年又进行了第二次研究，并对行星X进行了新的预测：行星于新纪元1850年1月1日的平均长度为11.67度，离心率0.228，平均距离47.5天文单位，黄道交会点110.99度，倾斜角7.3度，质量为太阳的21000分之一。在1913～1915年间，Lowell和其他人对于行星X的搜索都一无所获。1915年，Lowell发表了他关于行星X的理论性的结论。具有讽刺意味的是就在这一年，Lowell的天文台拍到两张冥王星的暗淡的照片，然而这些照片直至冥王星被发现才认出来（冥王星发现于1930年）。Lowell没有找到行星X是他一生中最大的遗憾。在他一生中的最后两年里他并没有花许多心思寻找行星X。1916年Lowell逝世了。在他的第二次搜寻中发现了515颗小行星，700颗造父变星和2张冥王星的图片！

    第三次对行星X的搜寻是从1927年的4月开始。在1927至1928年间没有取得任何进展。1929年10月，一个农民的儿子，当然也是一位天文业余爱好者，Clyde Tombaugh被雇用进行这次研究。Tombaugh是在1929年的4月开始他的研究的。1月23日和29日，Tombaugh在照片上发现了冥王星，并在2月18日探测到了它。到那时为止，Tombaugh已经探测了无数的恒星了。行星X的搜索似乎已得到答案了。

    或许还没有。这颗新行星，后来被命名为冥王星，被证明是十分的小，可能只有一个或十分之一个地球的质量，也有可能更小（1979年，当冥王星的卫星查农Charon被发现后，冥王星与Charon的总质量被计算出不过千分之一地球重）。如果行星X是引起天王星轨道不稳的原因，那么它必须比冥王星大得多。Tombaugh又持续他的研究13年，他探测了从北天极到南天50度的天域，探测一些低星等的天体，如16～17星等，有时至至是18等。Tombaugh拍摄了30000平方天域内3000万颗恒星的近9000万张照片。他发现了一个新的球状星群，他还发现了一颗彗星，大约775颗小行星－－但除了冥王星外却没发现其他行星。Tombaugh总结说不存在星等在16.5的未知行星－－除非它处于南天极附近他无法探测的地方。他可能发现过如同海王星大小的行星，距日距离为冥王星的7倍，或者如同冥王星大小的行星，距日距离比冥王星大60个天文单位。

    冥王星的命名有一个故事。当初曾为这颗新的行星起过许多名字：Atlas, Zymal, Artemis, Perseus, Vulcan, Tantalus, Idana, Cronus。《纽约时报》认为Minerva比较好，记者们认为Osiris（奥西里斯，司阴府之神）, Bacchus（酒神巴克斯）, Apollo（太阳神阿波罗）, Erebus（希腊神话中阳间与阴间当中的黑暗界）比较好。. Lowell的遗孀建议取名为宙斯（Zeus），后来又改变主意认为Constance比较合适。许多人认为这颗行星应以Lowell命名。Flagstaff天文台的员工们认为（冥王星的发现处）Cronus, Minerva, 和Pluto都可以。几个月后，这颗行星被官方定命为Pluto（冥王星）。冥王星这个名字首先是由英国牛津的才11岁大的小女孩Venetia Burney提出的。

    冥王星最初的轨道计算结果为：离心率0.909，周期为3000年。这便产生了一个疑问，它是不是行星。然而，几个月后，冥王星的轨道数据更为精确及合适了。下面是Lowell的行星X，Pickering的行星O及冥王星的轨道数据比较表：

    冥王星的质量很难确定。在当时，有些数据是无法取得的－－这个问题直到1978年James W. Christy发现了冥王星的卫星Charon才得以解决－－计算表明冥王星的质量只有月球的20％。这使得冥王星不可能成为天王星、海王星轨道背离的起因。冥王星不是Lowell的行星X－－即不是要寻找的那颗行星。一次星际探索的胜利转眼便成为了一次失误－－或者说是Clycle Tombaugh的“彻底搜查”的结果。

冥王星的质量估计表：

    1930年4月22日，加拿大渥太华的R.M. Stewart报告了另一个短暂存在的设想。Crommelin计算了轨道（距日39.82个天文单位，经线中心点280.49度，倾斜角49.7度）。Tombaugh搜索"渥太华天体"却没有找到。其他一些探索也在进行，却没有什么收获。

    与此同时，Pickering不断地预言着新卫星（上文提到）。其他人也在理论领域不断预言新行星（Lowell自己也预测过第二颗海王星外行星，距日为75个天文单位）。1946年，法国的Francis M. E. Sevin预测了一颗距日为78个天文单位的冥王星外行星。他是依据经验主义的办法，把行星和不稳定的小行星Hidalgo分成内部与外部两组：

组I：水星 金星 地球 火星 小行星带 木星
组II：? 冥王星 海王星 天王星 土星 Hidalgo

    然后他把每组行星的运行周期取对数和得到一个粗略的数字，约为7.34。假设这个数据对水星和冥王星外行星都有效，他便得到了冥王星外行星的周期为677年。后来，Sevin得到了冥王星外行星的一些具体数据：距日为77.8个天文单位，周期为685.8年，离心率为0.3，质量为11.6个地球重。他的预测并没有在天文学家中引起多大兴趣。

    1950年，K. Schutte运用八颗周期彗星的资料，推测了冥王星外行星距日为77个天文单位。4年后，Karlsruhe的H. H. Kitzinger运用这相同的八颗卫星进行了一次更精确的计算，发现那颗假设行星的距日距离为65个天文单位，周期为523.5年，倾斜角为56度，估计其星等为11。1957年，Kitzinger又再次计算后提出了新的数据：距日为75.1个天文单位，周期为650年，倾斜角为40度，星等为10。由于无法得到得到行星的照片，他在1959年又进行了一次计算，结果为：距日为77个天文单位，周期675.7年，倾角为38度，离心率为0.07。这颗行星有点像Sevin的冥王星外行星，又与Pickering的行星P有点相似。然而，这样的行星从未被看到过。

    哈雷彗星也曾被作为计算冥王星外行星的依据。1942年，R. S. Richardson发现在距日36.2个天文单位处有个地球大小的行星，也就是比哈雷彗星的远日点远1个天文单位，它可能阻碍哈雷彗星通过其近日点，这与观察结果十分吻合。但是一颗质量为地球十分之一的行星距日距离为35.3个天文单位的行星也会产生相同的效果。1972年，Brady预言说在距日为59.9个天文单位处，有一个周期为464年，离心率为0.07，倾斜角为120度（在一个逆向公转的轨道处），星等为13到14，与土星差不多大的行星。这样的一颗冥王星外行星也会阻碍哈雷彗星的近日点的通行。可是人们也没能找到这样的行星。

    70年代，Tom van Flandern检验了天王星和海王星的位置。海王星只在计算轨道上运行了几年便偏离了轨道。天王星虽然在观察的一周中符合计算轨道，但在过去的几周中却没有通过这轨道。1976年，Tom van Flandern开始确信存在着第十颗行星。1978年冥卫一被发现，通过计算后发现冥王星的质量比预计的要小得多，所以van Flandern使他在USNO的同事Robert S. Harrington也相信了第十颗行星的存在。他们开始合作进行海王星卫星系统的探索。可是很快他们的意见产生了分歧。van Flandern认为这第十颗行星是在海王星外侧的，但Harrington却认为它是在天王星和海王星的轨道之间。van Flandern认为需要更多的资料，比如说旅行者2号提供的海王星的质量。Harrington却开始蛮干，他从1979年到1987年间观测那颗行星，却一无所获。van Flandern和Harrington认为这第十颗行星的轨道可能是十分扁的椭圆。van Flandern认为这颗行星相当暗，星等为16～17。

    1987年，Whitmire和Matese估测了第十颗行星的数据：距日80个天文单位，周期为700年，倾斜角为45度，正与他们假设的"Nemesis"吻合。但是据Eugene M. Shoemaker说，这样的行星不可能形成如Whitmire和Matese所说的流星雨（见下文）。

    1987年，JPL的John Anderson检验了飞船先锋10号和先锋11号的运动，希望那个产生引力场的未知天体能被发现。但没有什么结果－－据此Anderson总结说很可能存在着第十颗行星。JPL已经总结计算了1910年他们对于天王星的探测数据，Anderson也已经计算了一些早期的观测结果。Anderson认为这第十颗行星的轨道是一个十分扁的椭圆，此时它正运行到距我们十分远的无法探知的地方，但当它周期性地回到们较近的地方时，它产生的对外层行星的干扰便明显了。他预测这颗行星的质量为地球的5倍，周期为700～1000年，倾斜角十分大。据计算，须等到2600年，才能探测到它对其他行星产生的较明显的干扰。Anderson希望两艘飞船能够确定这颗行星的位置。

    JPL的Conley Powell也分析了行星的运动。他也注意到自1910年后天王星的运行比过去更符合人们的计算。他提出这颗行星的资料：质量为地球的2.9倍，距日60.8个天文单位，周期494年，倾斜角为8.3度，离心率十分小。他通过计算得出那颗行星的周期为冥王星的2倍，海王星的3倍，并提出仅管它与邻近的行星距离很大，但它的轨道十分稳定，并与邻近的行星有相同的反照率。解答说它们可能是个双星系，且应比冥王星亮一些。1987年，Lowell天文台进行了搜寻Powell所假设的行星的工作－－一无所获。Powell又计算了它的数据：质量为地球的0.87倍，距日为39.8个天文单位，周期为251年，离心率为0.36，轨道与冥王星十分接近。最近，Powell所假设的卫星应在Leo地区，星等为12，但Powell认为观测这颗行星的时间还未成熟，他需近一步的数据。

    虽然人们没有找到冥王星外行星，但人们的兴趣仍集中在太阳系的外层。而那颗轨道在木星和土星之间的不稳定的小行星Hidalgo也倍受关注。1977至1984年间，Charles Kowal通过Palomar天文台的48英寸的Schmidt天文望远镜对整个太阳系搜寻未知的天体。1987年10月，他发现了小行星1977 UB，后来命名为Chiron，它的轨道数据为：距日13.7个天文单位，周期为50.7年，离心率为0.3786，倾斜角为6.923度，这颗小行星的直径约为50千米。在Kowal的观测中，他发现了5颗彗星，15颗小行星，其中包括Chiron，离得最远的小行星也是在那时发现的。Kowal也发现了4颗不见了的彗星和1颗不见了的小行星。Kowal没有发现第10颗行星，并下结论说在离黄道面3度以内的区域内，不存在星等高于20的未知行星。

    起初，Chiron被认为是“第十颗行星”，但很快就被更正为小行星。但是Kowal认为它更像一颗彗星，后来人们也曾看到它产生短彗尾。1995年，Chiron又被人们认为是彗星－－这可能是人们知道的最大的彗星。

    1992年，一颗更远的小行星Pholus被发现。后来在1992年又在冥王星外发现了一颗小行星，其后又在1993年发现了5颗，到了1994年至少有了一打小行星。

    同时，先锋10号、先锋11号、旅行者1号、旅行者2号也在进行着太阳系外的探索，希望能找到那个产生行星轨道偏离的引力场的源头－－但却没有什么发现。旅行者号飞船又提供了外层行星的确切的质量－－当这些质量数据被插入到太阳系中时，那些质量误差似乎已不存在了。看来对于“行星X”的搜索已没有必要了。没有什么“行星X”（冥王星不算在内），但是在海王星或冥王星外的小行星却被发现。那些在1993年被探索到的木星轨道外的小行星如下表所示：

    海王星外的小行星是在1994年10月被探知的：

    直径是以千米为单位的（它是在星等和反照率的基础上计算出的）。

    海王星外的天体可以分为两组。一组中包含冥王星、1993SC、1993SB和1993RO，它们轨道是椭圆的并与海王星有3:2的共动关系。第二组包括1992GB1和1993FW，并且离得很远，轨道又是十分扁的椭圆。

Nemesis, 太阳的伴星, 1983-发表

    假设太阳并不是孤单的，而有一颗伴星。假设这颗太阳的伴星的轨道为一个椭圆，它距日距离在20000个天文单位至90000个天文单位内移动，周期为3000万年。因为我们至今都没有看到过它，可以推测它十分暗。

    这就是说每隔3000万年，太阳的伴星会通过Oort云(是proto彗星的星云，距太阳很远)。在这个期间，在Oort星云中的proto彗星会受到轻扰。几千年后，我们在地球上会看到在太阳系内的彗星一下增加了许多。如果彗星的数量不断增多，地球便有了碰撞彗核的危险。

    如果我们查阅地球的地质记录，我们会发现每隔3000万年，地球上会出现一种重质量的生物。最著名的重质量的生物莫过于7500万年前的恐龙了。如果根据这个假设的话，在距今大约1500万年前，应产生另一种重质量的生物。

    有关“死伴星”的假说是南路易斯安娜大学的Daniel P. Whitmire和John J. Matese在1985年提出的。它甚至有了一个名字：Nemesis。但糟糕的是没有什么能证明Nemesis的存在。它不必很亮或很重，一颗比太阳小得多或暗得多的星便可以了，甚至是一颗棕色的或黑色的矮星（一颗行星状的靠“燃烧氢气”的象恒星一样的天体）。可能这颗恒星存在于暗淡的恒星中而从未被注意过，甚至在恒星的背景上无法注意到它。如果它能被找到，那么没有人会怀疑它与地球上的大质量生物出现的关系。

    但是这也只是一个虚构的假设，如果过去的人类学者听到以下这个故事，他们无疑会运用诸如“原始的”、“前卫科学”之类的词语来形容。听听下面的故事：

在天空中存在着另一个太阳，一颗我们不能看到的魔鬼太阳。很久以前，甚至在祖母时代之前，魔鬼撞击了我们的太阳。彗星落下了，接着可怕的冬天袭击了地球。几乎所有的生命都被毁掉。魔鬼已与太阳碰撞了许多次。它还会再次撞来。

    这就是为什么一些科学家在初次听到这个Nemesis的理论时认为是一个笑话－－一个看不见的太阳带着彗星撞击地球，这简直就是一种欺骗和神话。它受到怀疑的理由是：我们总会处在欺骗自己的危险境地。但是即使是纯理论的推测，它仍是严肃又应受到尊重的，因为它的一些数据仍是可以被测得的：比如说它的质量。

    然而，IRAS对于整个天空的探索，都没有找到"Nemesis"，看来"Nemesis"是不存在的了。

查阅

Willy Ley: 《天际的观察者》，刊登在《海盗期刊》的,1963,1966,1969期

William Graves Hoyt《行星X和冥王星》，亚利桑那大学的1980期刊, ISBN 0-8165-0684-1, 0-8165-0664-7 pbk.

Carl Sagan, Ann Druyan 《彗星》，Michael Joseph Ltd, 1985, ISBN 0-7181-2631-9

Mark Littman 《太阳系外的行星》，John Wiley 1988, ISBN 0-471-61128-X

Tom van Flandern 《未知的事件－－失踪的行星和新的彗星。谬论的解释和真理的显扬》，North Atlantic Books 1993, ISBN 1-55643-155-4

Joseph Ashbrook 《Waltemath博士假设的卫星》，刊登在《天空和望远镜》，Vol 28, Oct 1964, p 218, 也刊登在Joseph Ashbrook写的《天文剪贴薄》的97～99页上, SKy Publ. Corp. 1984, ISBN 0-933346-24-7

Delphine Jay 《The Lilith Ephemeris》，刊登在《美国占星术家联合会》，1983, ISBN 0-86690-255-4

William R. Corliss 《宇宙的秘密：一本异常天体的手抄本》，Sourcebook Project 1979, ISBN 0-915554-05-4, p 45-71 《在内部善变的行星》，p 82-84 《非水星卫星》, p 136-143 《Neith，金星的失落的卫星》, p 146-157 《地球的其他卫星》, p 423-427 《火星的卫星》, p 464 《木星有光环吗？》, p 500-526 《不可思议的天体》

Richard Baum & William Sheehan 《行星Vulcan的搜索》Plenum Press,纽约, 1997 ISBN 0-306-45567-6 , QB605.2.B38

... 附录 ... 行星文字 ... 行星假说 ... 图片列表 ...

作者 Paul Schlyter, 由Bill Arnett转化为HTML; 最近更新: 1997 九月 3

最近更新：04/26/99