飛越冥王星，打開新視野

作者撰文／洪志良 | 科學人雜誌 – 2015 年 7 月 29 日

這是一趟孤獨而漫長的旅程。美國航太總署（ NASA ）的新視野號（ New Horizons ）探測船在今年 7 月 14 日來到冥王星附近，距離僅約 1 萬 2500 公里，是人類至今最靠近冥王星的一刻。新視野號獨自在太空中飛行了九年多、行經約 50 億公里，它的遠大志向是航向最遙遠的「行星」，可是只要太空中的一粒小石頭打中了新視野號，這趟旅程便可能無疾而終、辛酸無人知。然而新視野號的目標冥王星，其實也有一段悲慘的身世，這一切要從 19 世紀說起。

19 世紀末，天文學家分析了天王星與海王星的質量與軌道，發現無法滿足這兩個行星的運行方式，便推論海王星軌道之外應該還有另一個天體。他們把這個可能存在的太陽系第九號行星稱為「X 行星」，費盡心力卻始終找不到謎樣的 X 行星。

黑暗邊界的謎樣天體

直到 1930 年，年輕的天文學者湯博（ Clyde Tombaugh ）在羅威爾天文台終於拍下 X 行星的身影，轟動全世界。大家都想為 X 行星命名，大量的信件湧入了天文台，經過投票後， X 行星正式取名為冥王星（ Pluto ），列為太陽系第九個行星。（ Pluto 是羅馬神話中掌管冥界的冥王，此名稱非常適合駐守在太陽系黑暗邊界的這個天體。）

這個難以捉摸的小天體正式登上行星寶座，但是椅子還沒有坐熱，卻面臨新的危機。 1992 年，天文學家利用夏威夷茂納開亞火山的 2.2 米望遠鏡，發現了一個遠在海王星軌道之外的天體；隔年，他們找到第二個天體。截至 2005 年為止，天文學家陸續發現好幾個大小接近、甚至超過冥王星的冰凍天體。這些事件動搖了冥王星的地位，一個重要的問題浮現：「何謂行星？」我們仰望天空之際，看見越來越多的新天體，卻壓根沒想過這個問題。

我們說太陽是恆星，因為太陽藉由核融合而自行發光；行星繞著太陽運行，靠著反射陽光而發亮；有些小天體也繞著太陽運行，稱為小行星。後來，我們在海王星軌道之外找到好多天體，有的比冥王星還大。

其實行星與小行星間的界線本來就有點模糊。我們到底該把繞著太陽運行且比冥王星大的天體稱為行星？還是乾脆把冥王星從九大行星之列除名？如果冥王星真的算是行星，為什麼體積大的小行星不算呢？

天文學家開始對於行星的定義爭論不休，甚至連報紙與博物館都加入了戰局。 2006 年 8 月，國際天文聯合會（ IAU ）做出結論，對行星下了明確的定義：一、繞著恆星運行；二、質量足以使得本身形成球狀；三、足以清空軌道附近區域，該範圍內沒有其他大小相當的天體。

這樣的定義並非文字遊戲，這反映出我們已經更了解太陽系與其他行星系統的結構。這些行星系統是由於吸積作用，使得許多塵埃逐漸累積成較大的天體，最後形成數量不多、但質量較重的天體──行星，以及數量很多的小型天體──小行星（主要由金屬與岩石構成）與彗星（主要由水冰與塵埃構成）；它們是行星形成過程遺留的碎片。對於冥王星來說，致命傷就是第三點，冥王星附近有個大小相當的天體──冥衛一（ Charon ），直徑大約是冥王星的一半。冥王星遭人一腳踢出行星之列，降級成矮行星。（ Charon 是冥河的擺渡人，帶領亡靈前往冥界，使用此名稱，恰如其份。）

讓時間稍微倒轉一些，回到 2006 年 1 月，距離冥王星非常遙遠、在太陽系的某個角落──美國弗羅里達州卡那維爾角，新視野號成功升空，預計前往太陽系的黑暗邊界──冥王星與庫伯帶，觀測數個庫伯帶天體（包括冥王星，冥王星是庫伯帶中最亮的天體），直到探測船的燃料耗盡。但是 NASA 曾經一度打算取消新視野號，所幸有一組科學團隊成功救援，最終才得以執行。