被剥夺行星地位也许是冥王星经历过的最好的事情。几十年来,它似乎不过是一个宇宙中的不合群者,比坚实的、类地行星要遥远得多,又比巨大的、气态的行星小得多。但在冥王星被降级的九年中,天文学家们逐渐认识到,它的奇特之处实际上是其重要性的体现。
当“新视野号”探测器于7月14日飞掠冥王星时,它将抵达的不是最小的行星,而是海王星外未探索区域——柯伊伯带中最明亮、最引人入胜的成员。艾伦·斯特恩——“新视野号”项目首席研究员,也是冥王星最忠实的拥护者——自豪地称他曾经被嘲笑的目标为“舞会上的美人”。
冥王星的“平反”故事,出乎意料地,始于那些将其“废黜”的发现。从1992年开始,天文学家戴夫·朱伊特和简·卢发现了一系列轨道与冥王星相似的天体。这些天体以及冥王星,都是柯伊伯带的成员,柯伊伯带是位于海王星之外、轨道类似彗星的岩石状天体群体。然后,在2005年1月5日,加州理工学院的迈克尔·布朗发现了阋神星,这是一颗大小与冥王星相当的柯伊伯带天体。不到两年后,国际天文学联合会决定,冥王星不再“足够孤独”(技术上说,其轨道不够“空旷”)而被列为真正的行星。
但这仅仅是冥王星转变的开始。行星科学家开始认识到,冥王星所在的区域与更熟悉的、由岩石行星和气态巨行星组成的区域一样丰富而复杂。它占据的区域比所有传统行星所占据的区域大得多。它拥有无数的天体——估计从几十万到超过十亿不等——它们的总质量是小行星带的许多倍。
柯伊伯带的居民也拥有多样的颜色和形状,暗示着其组成和历史的复杂多样性。研究人员越来越多地将柯伊伯带及其周边区域称为太阳系的“第三区域”。

“新视野号”穿越太阳系的漫长旅程跨越了30多亿英里,耗时九年。在7月飞掠冥王星后,该探测器将继续探索遥远的柯伊伯带。| Roen Kelly/Discover
与此同时,由蔚蓝海岸天文台的亚历山德罗·莫尔比德利领导的一组理论家开始理解该带巨大复杂性的原因。他们意识到,早期太阳系并非像科学家们长期以来假设的那样,是一个行星在其当前位置有序形成的有序场所。婴儿时期的太阳周围的环境更像宇宙弹球,行星在稳定下来之前剧烈地碰撞和迁移。
根据新的模型,木星向内漂移靠近太阳,然后又向外摆动。当木星远离时,它的引力就像一个巨大的推土机,将彗星和初生的行星抛入柯伊伯带的深冷之中。如果这个“大摆动”模型是正确的,那么冥王星就保存着关于太阳系早期关键线索。
在更新的图景中,冥王星具有一种奇特的双重地位,既是柯伊伯带的代表,也是其内部的独特居民。斯特恩列举了冥王星的突出特点。它拥有由五颗已知卫星组成的复杂家族,包括巨大的卡戎,其直径几乎是冥王星的一半。“就其本身而言,卡戎是柯伊伯带中最大的天体之一,”他指出。

顶部:2012年哈勃望远镜拍摄的照片显示了冥王星、其最大的卫星卡戎以及另外四颗已知的卫星。顶部:艾伦·斯特恩,“新视野号”项目首席研究员,也是冥王星最忠实的粉丝之一。| 从上至下:NASA/ESA/M. Showalter (SETI Institute); NASA/Joel Kowsky
与其他任何天体不同,冥王星有一个稀薄但巨大的大气层,由氮、甲烷和其他气体组成,这些气体在它接近太阳时从其表面蒸发。新视野号联合研究员迈克尔·萨默斯估计,其大气层的体积是冥王星本身体积的350倍。从地球上可见的模糊标记表明,冥王星具有极大的明暗对比,显示出地形变化巨大。
我们必须等待“新视野号”在夏季的到来,才能弄清楚那诱人的景观。然后将有一个额外的第二幕。在探测器与冥王星相遇之后,斯特恩和他的团队希望继续前进,并查看柯伊伯带中一个可能在三年内到达的小型成员。如果这样做了,科学家们将能够对太阳系未探索的外部区域进行首次比较研究。这将与威廉·赫歇尔在1781年发现天王星一样意义重大,那次事件同样拓展了已知太阳系的范围。
这仍然留下一个未解决的问题:我们应该如何称呼冥王星,这位未被发现领域的使者?我建议将所有柯伊伯带天体都归类为“类冥天体”(Plutoids),而冥王星则是整个群体的原型。当斯特恩听到这个建议时,他皱起了眉头。“请永远不要使用这个词。它听起来像‘痔疮’(hemorrhoid),”他说。也许目前“矮行星”(dwarf planet)这个称呼还可以。但太阳系第三区域的这个领军天体,一点也不“矮小”。















