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科学
“冥王星杀手”与“行星窃贼”之间发生的事

本文由AI自动翻译。与韩语原文相比可能存在误差。  Read original in Korean →

[비즈한국] 每当我介绍自己是一名天文学家时,总会收到一个问题:“你是在寻找什么新星星吗?”每当听到这个问题,我心里就会想:找新星星?在这个时代,到底有哪个没活干的天文学家会做那种毫无意义的研究呢?

事实上,追溯到19世纪,天文学家确实在做寻找新星星的工作。当时,在太阳系内发现新的彗星和小行星,单是增加太阳系成员的数量本身就是一项伟大的科学成就。但遗憾的是,那样的时代已经过去了。如今,人们早已利用尖端自动化望远镜扫视整个天空,几乎摸清了所有的恒星和星系,并绘制出了庞大的地图。21世纪的大多数天文学家,都不会沉迷于用肉眼一个个寻找“新星星”这种琐碎的工作。

如今的天文学家大多认为,太阳系内大的行星和主要天体都已经发现了,剩下的不过是一些毫无意义的小碎块。但加州理工学院的迈克·布朗(Mike Brown)不同。他认为太阳系中至今仍隐藏着我们尚未发现的“隐形行星”。早在冥王星还被称为太阳系最后第九大行星的时代,迈克·布朗就认为,在比冥王星更远的黑暗中,一定还等待着第十、第十一个行星被发现。周围的同事们都用惋惜的眼光看着迈克·布朗,担心他是在浪费时间,但他那孤独的“新行星探索”仍在继续。

天文学家克莱德·汤博(Clyde Tombaugh)在1930年拍摄的照片中发现了移动的物体,照片间隔为6天。箭头所指的就是冥王星。真是模糊不清!图片来源=Lowell Observatory Archives
天文学家克莱德·汤博(Clyde Tombaugh)在1930年拍摄的照片中发现了移动的物体,照片间隔为6天。箭头所指的就是冥王星。真是模糊不清!图片来源=Lowell Observatory Archives

他可以说是21世纪唯一一位继承了中世纪前辈天文学家遗志的、当今最后的“行星猎人”。沉寂已久的迈克·布朗突然开始在太阳系边缘捕获新的天体。而且,这些天体的体积与被称为行星的冥王星相似。布朗感到非常自豪,认为自己终于可以作为冥王星之后第十、第十一个行星的发现者载入史册。

然而,就在他全力进行研究时,传来了一个令人震惊的消息。他团队发现并正在研究、从未向任何人透露过的那个天体,被地球另一端的另一位天文学家宣布为“新发现”!这到底是怎么回事?

这是天文学家迈克·布朗在探索太阳系外围小天体时,遭遇的太阳系史上最严重的窃取事件的全过程。

我以为是我先发现的……

2004年12月28日,迈克·布朗发现了一颗在太阳系尽头缓慢徘徊的冰块小天体。由于发现的时间刚好在圣诞节后不久,布朗给它起了个绰号叫“圣诞老人”。虽然它明显距离比冥王星还要远,但布朗并没有大惊小怪。因为他当时只是确定了“圣诞老人”这颗天体的存在,还未掌握它是否真的比冥王星大、具体特性如何等任何科学特征。当时他对这颗天体一无所知,还没到向世人正式公布的时候。

迈克·布朗发现的“圣诞老人”被认为身边伴有两个卫星,并带有微弱的光环。目前该天体被称为“妊神星”(Haumea)。最初因为其亮度与距离相比相当亮,被误认为比冥王星稍大,但后来布朗通过后续观测发现,其表面是由高反射率的冰组成的,所以看起来比实际体积更亮。遗憾的是,它并没有冥王星大。图片来源=Pablo Carlos Budassi
迈克·布朗发现的“圣诞老人”被认为身边伴有两个卫星,并带有微弱的光环。目前该天体被称为“妊神星”(Haumea)。最初因为其亮度与距离相比相当亮,被误认为比冥王星稍大,但后来布朗通过后续观测发现,其表面是由高反射率的冰组成的,所以看起来比实际体积更亮。遗憾的是,它并没有冥王星大。图片来源=Pablo Carlos Budassi

为了通过分析后续观测数据来确定“圣诞老人”的具体引力和大小,布朗发现了环绕在它身边的两颗小卫星。这些卫星是很久以前“圣诞老人”与其他小天体碰撞时飞溅出去,但被它的引力束缚而存活下来的碎片。于是,布朗给这两颗小卫星取名为拉拽圣诞老人的两只驯鹿的名字——“鲁道夫”和“布立增”。

在“圣诞老人”周围发现卫星是一个极其重要的发现。通过观察卫星的轨道速度和距离,可以精确计算出束缚住卫星的“圣诞老人”的引力和质量。也就是说,可以弄清楚它到底是真的比冥王星大的天体,还是又一个比冥王星小的普通小天体!遗憾的是,“圣诞老人”的大小只有冥王星的三分之一左右。它并不是比冥王星大得多的新天体。

在最初发现“圣诞老人”存在的约6个月里,布朗一直在悄悄摸清它的特性,并将发现整理成论文。布朗不想只公开“存在一颗叫圣诞老人的天体”这一片面的事实。他想计算出所有在科学上有意义的特性,然后将其作为一篇完整的论文公之于世。

迈克·布朗新发现的太阳系外围小天体轨道分布。布朗证实,在与冥王星相似的轨道上,有许多与冥王星大小相似的小天体。图片来源=NASA
迈克·布朗新发现的太阳系外围小天体轨道分布。布朗证实,在与冥王星相似的轨道上,有许多与冥王星大小相似的小天体。图片来源=NASA

在撰写论文的过程中,布朗收到了一封邮件。是NASA研究团队发来的,询问布朗打算何时宣布发现名为K40506A的天体,以及他们是否可以对其进行补充观测。K40506A指的就是“圣诞老人”。这是布朗观测“圣诞老人”的电脑当晚自动生成的序列号。K代表柯伊伯带,40506代表拍照日期2004年5月6日,A代表当晚拍摄的第一张照片。但情况有些不对劲。K40506A这个名字只是布朗电脑里指代“圣诞老人”的序列号。NASA的其他科学家怎么会知道并称它为K40506A?难道他们偷偷黑进了布朗的电脑?

随后,一封更令人震惊的邮件飞了过来:“有人宣布先发现了圣诞老人!”

奥尔蒂斯窃取布朗发现的方法

令人惊讶的是,地球另一端的西班牙天文学家何塞·奥尔蒂斯(Jose Ortiz)宣布,他在2003年拍摄的照片中发现了“圣诞老人”!奥尔蒂斯将其称为另一个序列号2003EL61。不仅如此,他还声称“圣诞老人”比冥王星还大。布朗非常清楚这不是事实。布朗正在秘密撰写的论文中,通过环绕“圣诞老人”的两颗卫星的运动,已经精确计算出它比冥王星要小。到底发生了什么事?

接下来的几天里,记者和同事们纷纷前来询问,奥尔蒂斯团队发现的2003EL61是否就是布朗发现的“圣诞老人”。虽然内心感到怀疑和虚脱,但布朗每次面对询问时都如实回答:虽然过去6个月里他认为自己发现了“圣诞老人”,但确实是奥尔蒂斯先宣布了发现。

利用夏威夷凯克望远镜观测到的“圣诞老人”(妊神星)。在其身边上下模糊的两个点就是它的两颗卫星。这张照片是由迈克·布朗研究团队观测拍摄的。图片来源=Caltech
利用夏威夷凯克望远镜观测到的“圣诞老人”(妊神星)。在其身边上下模糊的两个点就是它的两颗卫星。这张照片是由迈克·布朗研究团队观测拍摄的。图片来源=Caltech

然而,心中的疑虑依然没有消除。于是,布朗在谷歌上搜索了之前NASA科学家提到的(仅记录在布朗电脑里的)序列号K40506A。结果只搜到了布朗指导的一名研究生即将在学术会议上发表的关于“圣诞老人”的简短摘要。但在查看搜索结果时,布朗发现了一个奇怪的网站。那是一个记录了智利某望远镜在5月某特定日期观测到的所有天体数据的归档网站。该网站由一位俄亥俄州的天文学家管理,他曾负责制作智利望远镜的相机设备。他并没有恶意,只是勤恳地记录着他管理的相机每天拍摄了什么天体。

布朗发现,只要稍微更改一下那个网站上的数字,就能看到K40506A在其他日期拍摄的照片。如果有人偶然看到了布朗指导学生在学术会议上注册的论文摘要,从而对K40506A产生了兴趣,又恰好发现了那个忠实记录了K40506A观测记录的望远镜日志网站,那么他们不就可以像布朗那样获取K40506A在其他日期的照片了吗?!并且通过对比不同日期拍摄的K40506A的位置,算出它的轨道,从而发现比冥王星更远的新天体这一惊人事实吗?!

在有关“圣诞老人”发现过程的可疑传闻散开后,管理该望远镜相机的那位俄亥俄天文学家给布朗发来了邮件。内容更加令人震惊。首先,该天文学家道歉说,他无意中勤恳编写的拍摄日志似乎成了引发这种不光彩事件的原因。他也听说了与布朗发现天体有关的丑闻,开始翻看网站的日志数据,并核对了访问记录。当然,大部分都是来自布朗所在的加州理工学院实验室IP的访问记录。

但有一个奇怪的IP地址引起了注意。在布朗的研究生为发表K40506A的发现而注册论文摘要,导致K40506A的名字被外界知晓后的第二天,出现了并非来自布朗实验室的IP访问痕迹。那正是何塞·奥尔蒂斯工作的西班牙某大学的IP地址。

先到先得地匆忙发表 VS 发表前进行严谨研究

围绕妊神星发现权产生争执的两名天文学家迈克·布朗(左)和何塞·奥尔蒂斯(右)。
围绕妊神星发现权产生争执的两名天文学家迈克·布朗(左)和何塞·奥尔蒂斯(右)。

虽然奥尔蒂斯最终未公开真相,但目前布朗和大多数天文学家认为的事实大致如下:

布朗的研究生向学术会议注册了论文摘要,其中明确标明了K40506A这个新天体的序列号。偶然发现该序列号的奥尔蒂斯在望远镜相机的拍摄日志中找到了K40506A的照片。通过观察K40506A在多天里的轨迹,他发现这是一个比冥王星更远、令人兴奋的天体。获取了多日照片的奥尔蒂斯,足以精确求出K40506A的轨道。这样一来,他不仅能推测未来,还能知道过去K40506A大约经过天空中的哪个位置。奥尔蒂斯比布朗更迫切地寻找是否有偶然拍摄到K40506A的照片,并幸运地发现另一台望远镜在2003年碰巧拍到了K40506A经过天空的身影。就这样,奥尔蒂斯试图向世人宣布,他在2003年的照片中首次发现了K40506A的存在。

真相大白后,奥尔蒂斯反而倒打一耙,开始指责布朗。他声称布朗在发现新天体后,没有让其他天文学家共享研究机会,而是独占研究。他主张应该谴责打破学术界“立即分享新发现”传统的布朗。

最终,布朗和奥尔蒂斯之间的这场争议,演变成了一场关于科学家应持何种态度的大辩论:是发现有趣的新天体后应立即宣布其存在,以便同行参与研究更好,还是在准确掌握特性并得出无偏差的结论后再发表更好?你们怎么看?

被发现了,但没有人是发现者?

在天文学界,传统上如果发现了新天体,发现者有权命名。那么,K40506A的名字该由谁来定?是明知其存在却不声张、勤恳研究的布朗?还是察觉布朗隐瞒的天体存在,挖掘出比布朗望远镜拍摄时间更早的照片并公布于世的奥尔蒂斯?

查阅国际天文学联合会(IAU)公布的新天体列表,就能知道K40506A最终的结局。该表中列出了每个天体最初拍摄的望远镜名称、拍摄日期、首次发现者、天体名称及简单的物理量。但只有K40506A以一种奇怪的方式记录着。

虽然首次拍摄到K40506A的是西班牙的望远镜,但其名称记录为加州理工学院布朗团队提出的“妊神星”(Haumea)。“妊神星”是夏威夷神话中身体粉碎、碎片化为其他夏威夷神祇的女神,考虑到它在自身碎裂的过程中飞出的碎片成为了环绕它的卫星,这个名字非常适合K40506A(圣诞老人)。然而,与其它天体不同,K40506A的发现者一栏是空的。国际天文学联合会最终选择了谁也不偏袒。它就这样成为了一个由西班牙望远镜首次拍摄、由加州理工学院天文学家命名,虽然是被发现了,但“没有发现者”的奇怪天体。

迈克·布朗发现的代表性柯伊伯带小天体。2006年,天文学家就包括冥王星在内的这些柯伊伯带小天体是否都应作为新行星增加,还是将冥王星降级为非行星的矮行星进行了投票。最终,本想寻找继冥王星之后新行星的迈克·布朗,却凑巧成为了导致冥王星被剥夺行星地位的始作俑者。图片来源=NASA
迈克·布朗发现的代表性柯伊伯带小天体。2006年,天文学家就包括冥王星在内的这些柯伊伯带小天体是否都应作为新行星增加,还是将冥王星降级为非行星的矮行星进行了投票。最终,本想寻找继冥王星之后新行星的迈克·布朗,却凑巧成为了导致冥王星被剥夺行星地位的始作俑者。图片来源=NASA

在这场“行星窃贼”风波之后,布朗的新行星狩猎并未结束。他最终开始发现那些他渴望找到的、比冥王星更大的柯伊伯带小天体,并提供了2006年让冥王星失去行星地位的契机。因为这件事,他一度被美国民众称为“冥王星杀手”,但他现在正大方地将这个绰号作为自己的Twitter账号ID。近期,布朗还发现了比冥王星远三倍的太阳系边缘新小天体“Farfarout”,正在一步步拓展太阳系的疆域。

迈克·布朗淡定地讲述自己成为冥王星杀手的故事。
迈克·布朗淡定地讲述自己成为冥王星杀手的故事。
笔者翻译出版的迈克·布朗著作《我为何杀死了冥王星》,如果你好奇冥王星为何会处于那样的悲剧命运,以及究竟什么是行星,我推荐阅读他的故事。
笔者翻译出版的迈克·布朗著作《我为何杀死了冥王星》,如果你好奇冥王星为何会处于那样的悲剧命运,以及究竟什么是行星,我推荐阅读他的故事。

天文学家迈克·布朗在《我为何杀死了冥王星》一书中,介绍了自己是如何背上“冥王星杀手”这一不名誉称号的,冥王星为何不得不被剥夺太阳系行星的地位,以及他在孤独探索太阳系小天体过程中经历的各种轶事。

他或许放弃了一个本可以作为21世纪唯一发现继冥王星之后新行星的天文学家而名垂青史的机会,反而选择让冥王星和他自己发现的小天体都不再是新行星……

本文由AI自动翻译。与韩语原文相比可能存在误差。
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.

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