2014年10月,智利安第斯山脊上的布兰科望远镜(Blanco)正在做一件和太阳系毫无关系的事:为暗能量巡天(Dark Energy Survey)反复拍摄南半球的天空,靠超新星和星系分布去推算宇宙膨胀的节奏。它用的相机有五亿多像素,一夜能留下海量图像。两周多以后,同一片天区又被拍了一次。
有人把两张图叠起来比对。恒星原地不动,星系原地不动,只有一个比芝麻还暗的小点,悄悄挪了位置。这个点后来有了一个编号:2014 UZ224。
一个多出来的点,等了两年才对外公布
2014 UZ224 的编号本身就是一条线索:“2014”是拍摄年份,“UZ”表示它在当年10月下半月被发现,“224”是那一时段的流水号。可它被公开、被写入小行星目录,却要等到2016年。
原因并不神秘:图像太多。要让计算机从几十万张照片里挑出“会动的东西”,再把零散的几次记录拼成一条可靠的轨道,都需要时间。换句话说,它被发现的那天和它被叫出名字的那天,中间隔着两年的人工核对。
它是什么?一句话:一颗跑得很远的海外天体
**海外天体**(trans-Neptunian object,指轨道位于海王星之外的太阳系小天体)是它的身份。如果地球轨道是你家楼下那条椭圆跑道,海王星在第八道,那么 2014 UZ224 大约在操场围栏外一公里处,慢慢绕圈。
它的平均日心距约110**天文单位**(1天文单位即地球到太阳的平均距离,约1.5亿公里),公转一圈约需1140年。它上一次经过现在这个位置附近,还是公元9世纪的事。
目前它距离太阳约92天文单位——折算下来约138亿公里。阳光从太阳出发,到你脸上只要8分20秒;而照到 2014 UZ224 上,要走约12.8小时。
看不见它的脸,就用温度去“称”它
这个天体太暗、太小,任何望远镜都拍不出它的圆面。天文学家换了思路:用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)测量它在毫米波段散出的热辐射,再结合可见光亮度反推。得出直径约635公里,反照率约0.13——它只把约13%的阳光反射出来,比新鲜沥青还暗一些。
635公里是什么概念?大致相当于北京到郑州的直线距离。对一颗冰质天体来说,这个尺寸已经跨过了一条理论门槛:直径超过约400公里时,自身引力有可能把它压成接近球形。注意,这是模型推算,不同成分的天体门槛并不一致。
它算矮行星吗?目前尚无定论
国际天文学联合会对**矮行星**有三条要求:绕太阳运行、质量大到形状接近球形、且没能清空轨道附近的其他天体。前两条,2014 UZ224 都有“可能”;第三条,它显然不满足——它身处天体密集的散射盘区域,轨道受海王星牵制。
更关键的是,从来没有人直接看到过它的形状。所以文献里常见的说法是“矮行星候选者”:一个合理但尚未证实的身份。
它是被谁“推”出去的?一个还没结案的猜想
2014 UZ224 的轨道很扁:近日点约38天文单位,几乎贴着海王星轨道;远日点约180天文单位,是日地距离的一百八十倍。这种形状,通常被解释为它曾经靠海王星太近,被引力反复推挤,最终甩到了今天的位置上。
类比一下:你站在旋转木马的边缘,被身后的人轻轻推了一把,路线就从圆变成了被拉长的椭圆。至于具体是哪一次相遇、发生在什么时候,目前尚无定论,仍是模型里的假说。
顺带一提:发现它的相机,本来不是干这个的
暗能量巡天的目标是把宇宙膨胀测得更准,找海外天体只是副产品。但副产品并不廉价——同一批数据里已经翻出数十颗这类天体。研究团队也确实用它们去检验过“第九行星”假说,那是一个尚未被观测证实的理论猜想,不能当成结论来读。
回到最开始那两张照片。那个只挪了几十个像素的点,现在正在138亿公里外、以肉眼无法察觉的速度移动。它既不发光,也不特殊,只是恰好落在了人类相机的视野里。
而在已经拍好、还没被人仔细看过的旧图像中,还有多少个这样“多出来的点”,正安静地等着一个编号?
- 延伸阅读:迈克·布朗《我如何杀死了冥王星》(How I Killed Pluto and Why It Had It Coming),记录海外天体发现史的第一手叙述。
- 延伸阅读:纪录片《宇宙时空之旅:未知世界》(Cosmos: Possible Worlds,2020),其中对太阳系边缘有通俗呈现。
- 延伸阅读:国际天文学联合会小行星中心(Minor Planet Center,minorplanetcenter.net),可查询海外天体的官方编号与轨道数据。