太阳系是一个拥挤的地方。无论我们望向哪里，都有东西呼啸而过：几颗行星、数百万颗小行星、数万亿颗彗星、数不清的尘埃和碎屑。只要有足够大的望远镜、充足的时间和耐心，几乎你目光所及之处都能看到一些东西。
几乎无处不在。
在我们的太阳系中，有一个令人费解的区域似乎是空的，尽管它应该很容易容纳成千上万个处于稳定轨道上的物体。它并不遥远；它位于水星轨道之内，离地球比木星离地球的距离还要近得多。它也不是光线不足；附近的太阳以强烈的强度燃烧着。它也不是一个特别小的区域，横跨数百万英里。然而，那里从未发现过任何行星、小行星或类似的天体。
几位坚定的天文学家——包括艾伦·斯特恩（Alan Stern），他直到最近还是 NASA 科学任务理事会的副局长——相信这种空虚可能是一种错觉。在太阳系早期形成的位于该内区的物体，即使在数十亿年后仍然可能存在。被行星引力扰动的小行星或彗星可能会游荡到这个区域，然后发现自己被太阳的强大引力永久地困住了。水星的新图像显示它曾被小型物体无情地撞击过，这表明它和太阳之间的空间曾经，而且可能仍然，被尚未被发现的天体占据。最重要的是，太阳系中其他每一个稳定的区域都已被占据。为何会有一个明显的例外？
事实证明，要对这个区域进行人口普查比你想象的要困难得多。每一次努力都以失败告终。但我们没有找到任何东西，并不是因为我们没有努力寻找。
寻找水星内侧的行星已经有 400 年的历史了，几乎和望远镜本身一样古老。1611 年，就在伽利略开始观测天空不到两年后，德国天文学家克里斯托夫·沙伊纳（Christoph Scheiner）在明亮的太阳盘上发现了一个剪影。他认为自己可能找到了第七颗行星（当时天王星和海王星尚未被发现），但后来被证明那是一个太阳黑子。之后又发生了许多错误的观测。
在 19 世纪 50 年代，法国数学家乌尔班·勒维耶（Urbain Le Verrier）宣布水星似乎受到这样一个天体的影响，这为寻找水星内行星的探索注入了新的动力。他详细的计算表明，这颗行星的轨道缓慢而稳定地漂移。当时唯一可以解释的是，水星受到一个绕太阳更近的较小天体的引力扰动。
许多天文学家利用当时有限的望远镜投入了搜寻。他们甚至为这颗假定的新行星命名：火神星（Vulcan），取自罗马火神的名字，这很适合一个表面温度足以熔化铅和锌的世界。
随着时间的推移，望远镜越来越大，也越来越能够探测到微小、昏暗的天体。到了 20 世纪初，任何位于水星轨道内的行星或小行星——即使是很小的，只有几百英里宽——都应该已经被观测到了。尽管观测太阳附近非常困难，但行星并不是那么容易隐藏的。天文学家们对火神星存在的信念开始动摇。
然后，阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）似乎彻底终结了火星星的想法。勒维耶在分析水星轨道时，依赖于艾萨克·牛顿（Isaac Newton）的万有引力定律。尽管勒维耶非常聪明，但他并不知道引力实际上遵循着略有不同的规则。这些规则要很多年后才能被理解，直到爱因斯坦在 1915 年提出了他的广义相对论。该理论对水星围绕太阳的运动方式产生了影响，果然，爱因斯坦计算出仅靠相对论就能完美地解释其轨道缓慢的变化，而无需假设存在水星内行星。
故事结束了？还没有。
一些天文学家知道某些类型的天体可以在水星和太阳之间舒适地生存，这足以让他们继续猜测。也许问题在于人们想得太大了。与其寻找一颗火神星，不如寻找一大堆“小火星”（Vulcanettes）。或者，正如科学家们后来为这群假设的小行星类天体所命名的那样，火山体（vulcanoids）。
为了重新聚焦搜寻，必须确定这些天体最有可能出现的位置。一颗大行星相对容易被发现，但也许较小的天体可以藏在太阳的眩光中。任何离太阳“烤箱”太近的天体，在太阳系存在期间都会被蒸发，就像烤棉花糖离篝火太近一样。另一方面，任何轨道过于靠近水星的天体都会受到那颗行星引力的影响。经过数百万年，水星的引力可以将这样的天体推离炎热区域，甚至可以从中窃取足够的能量，将其吞噬进太阳。
这些限制定义了一个空间环，它从离太阳约 650 万英里处开始，一直延伸到不到 2000 万英里——这个区域大约有 100 万亿平方英里。一个在这个“金发姑娘”区域运行的天体可以存活数十亿年。但是，仅仅安全地处于水星和太阳之间的这个稳定区域，并不足以保证火山体有足够长的寿命。还有大小的问题。
火山体有下限尺寸，因为非常小的物体（想想尘埃颗粒）会被太阳表面吹出的亚原子粒子风扫出内太阳系。即使是光本身也会产生压力，任何小于几百码宽的物体现在都早已消失在内太阳系了。也有上限尺寸。物体越大，从地球上看就越亮。任何比约 40 英里宽的东西现在应该已经被发现了。天文学家没有看到这样的东西，所以它们一定不存在。
到 20 世纪中后期，对大小和位置的上下限都得到了很好的定义。新一代天文学家可以认真地搜寻火山体——这项搜寻现在又重新燃起了热情。
如果火山体确实存在，那么搜寻它们的困难在于它们绕太阳运行的轨道太近了。从我们 9300 万英里外的视角来看，火山体在天空中永远不会偏离太阳超过 12 度，所以它会被耀眼的阳光吞没。找到它的唯一希望是在日落后或日出前观测它，那时太阳在地平线以下，而假定的火山体在地平线以上。
这是一个非常短暂的时间窗口，只有几分钟长，使得任何搜寻都极其具有挑战性。而且那个时候的天空足够明亮，很容易淹没目标微弱的光线。（同样的原因，在日全食期间的观测也没有更好的结果。）近距离观测意味着要穿过地球数英里湍流、朦胧、有时还受污染的大气层，这将使火山体的外观更加模糊和黯淡。
搜寻火山体是一项艰巨的任务，但一些科学家欣然接受了这个挑战。斯特恩（现在在西南研究所）和他的合作者丹·杜尔达（Dan Durda）——他们都是我的朋友和同事——十多年来一直在仔细地搜寻太阳和水星之间那片炙热的沙漠。“我当时没料到这是一项 10 到 12 年的任务，”斯特恩 wryly 地说。“但我们会追查到底。我们会找到它们，或者排除它们存在的可能性。”
认识到大气干扰带来的困难，斯特恩和杜尔达将搜寻方向转向了新的领域：地球大气层之上。他们建造了一台特制相机，并于 2002 年 乘坐 F-18 战斗机 在 49,000 英尺的高空进行了飞行，那里的天空要清澈得多。这是一次英勇的尝试，但不幸的是，在这个高度，天空仍然太亮，无法找到火山体——即使是在他们尝试的黄昏时。
围绕地球的航天器似乎是下一个显而易见的观测点。然而，即使从地球表面 300 英里高的位置，搜寻仍然几乎不可能。例如，在一架以每秒 5 英里速度运行的航天飞机上，日落到任何火山体落到地球边缘之间的时间可以以秒为单位计算。此外，部署一颗专用航天器成本将是天文数字。因此，这种方法被放弃了。
一些用于其他目的、位于地球轨道之外的空间探测器被赋予了搜寻火山体的任务。2010 年 2 月发射的 NASA 航天器 太阳动力学天文台（SDO），用于监测太阳的磁活动，应该能够发现处于尺寸范围上限的物体。斯特恩说，它已经初步看过，但一无所获，这使得搜寻范围缩小到较小的天体。另一艘 NASA 飞船 信使号（Messenger），将于 2011 年 3 月进入水星轨道，也在扫描火山体。还有 太阳-地球关系天文台（STEREO），这是一对卫星，它们与地球一起绕太阳运行——一个在地球前面，一个在地球后面。STEREO 的设计部分是为了检查太阳周围区域的巨大太阳爆发的影响，因此是一个很好的平台，可以搜寻可能存在的、亮度较高的火山体。斯特恩、杜尔达和几位同事计算出，这对双子卫星能够探测到直径小至 1.5 至 4 英里的火山体，但到目前为止还没有找到任何。“这些结果令人失望，”杜尔达说，“但我们还没有放弃希望。”
目前最好的希望可能寄托在一个新的方法上，能够达到我们大气层的极限。如果飞机太低，卫星速度太快，无法成为有效的搜寻工具，那么为什么不折衷一下呢？那就采用亚轨道火箭飞行。
在接下来的几年里，维珍银河（Virgin Galactic）和其他私人公司将开始通过小型飞行器将乘客运送到地球上方 60 英里以上的高度。付费乘客将看到地球弧形的边缘和漆黑的夜空，并在返回地面之前体验三分钟的失重状态。这种飞行几乎是搜寻火山体的完美选择。那个高度的黑暗天空应该能够探测到即使是微弱的火山体。三分钟的机遇窗口虽然看似短暂，但对于一台灵敏的相机来说，足以找到直径小至 0.6 英里的潜在火山体——这比 STEREO、信使号或 SDO 的能力要好得多。而且每张 20 万美元的票价与替代方案相比，简直是物超所值。
斯特恩和杜尔达当然是这么认为的。他们已经预订了座位，并计划利用这些飞行任务携带一台特制的相机进入太空边缘。在一次飞行中，他们的仪器应该能够观测到火山体可能存在的空间体积的三分之一，从而大大增加发现其中一些天体的几率。如果他们确实发现了任何火山体，天文学家们还将能够表征这个长期以来一直在寻找的群体：它们有多少？它们绕太阳的轨道有多近？它们的尺寸分布如何？
这一切背后还有一个有趣的疑问：在一次又一次的空手而归之后，为什么像斯特恩和杜尔达这样的天文学家会继续搜寻火山体？他们的许多同事认为整个项目有些不切实际。“没有人想研究一个不存在的东西，”斯特恩承认。
但是太阳系以前也给过我们惊喜。天文学家们以为火星和木星之间是空的，直到 1801 年朱塞普·皮亚齐（Giuseppe Piazzi）发现了谷神星（Ceres），这是第一个被发现的小行星。现在估计那里有数百万块岩石在运行。海王星以外运行的冰彗星曾经是纯粹的猜测，直到 20 世纪 90 年代第一个这样的柯伊伯带天体 出现——而且它们可能有数百万颗。这两项发现都极大地揭示了行星系统是如何形成和演化的。
此外，天文学家永远充满好奇。卡尔·萨根（Carl Sagan）曾指出，缺乏证据并不等于没有证据。但即使在这个宇宙沙漠中一无所获，也将为我们了解太阳系的运行提供线索。如果事实证明太阳系中只有一个（而且只有一个）轨道区域是完全空的，那么这一发现将非常重要。也许太阳对这个区域的影响方式是我们没有设想过的。也许在水星内部实现稳定轨道比最初想象的更难，或者将物体移到那里更困难。这样的信息也可能告诉我们很多关于其他恒星周围可能存在的行星。
还有突破界限的纯粹的激动。“我热爱边疆，”斯特恩说。“我们有可能发现水星轨道内侧的一个小行星带残骸的想法，在科学上非常有吸引力：太阳系中一个全新的天体类别。”
如果他和杜尔达找到了它们呢？“我迫不及待想给其中一颗命名为‘斯波克’。”
