小行星登场：太阳系简史与浩瀚宇宙的揭秘

有一位天文学家比任何人都更加相信失踪行星的存在，而且一心想通过系统性地搜索所有行星共同运行的天区找到它，他就是匈牙利贵族和天文学家弗朗茨·克萨韦尔·冯·扎奇（Franz Xaver von Zach）男爵。扎奇还是萨克森-科堡-哥达王朝的皇家天文学家兼塞堡天文台台长，该天文台位于哥达附近（在今德国）。从1787年开始就孤军奋战的他很快便意识到这项工作的艰巨性，非一人之力可以完成。1800年9月，他成功说服5名天文学家加入他的研究队伍，并借助他们的影响力集结了更多欧洲各地天文台的天文学家，最终这支队伍壮大到了24人。讽刺的是，扎奇的计划很快就被其他事情占据了。

此前不久，朱塞佩·皮亚齐（Giuseppe Piazzi）在意大利西西里的首府巴勒莫建造了一座堪称欧洲最南端的天文台，还配备了一个在当时来说最先进的“垂直圈仪”（一种专门用于精确测量天体位置的望远镜）。皮亚齐当然也是扎奇理想的合作对象，但皮亚齐当时一直忙于编纂新的恒星位置目录。1801年的元旦夜，正在全神贯注记录金牛座恒星位置的皮亚齐在望远镜中注意到一颗星图上没有的星——一颗黯淡的八等星。接下来的几天里它一直相对着恒星移动。他在随后的一个月里，记录了这颗星在24个夜晚的位置情况，直到黑夜蔓延看不到为止。

皮亚齐对外一直宣称他很有可能发现了一颗彗星，但对一位朋友袒露了内心真正的想法：“我怀疑，它不只是一颗彗星。”根据他的初步计算，这颗新天体距离太阳2.7天文单位，轨道近似圆形，位于火星和木星之间。1801年4月，已然胸有成竹的皮亚齐写信把他的发现告诉了包括波得在内的其他天文学家。为取悦资助他研究的西西里国王斐迪南（Ferdinand），他为这颗新星取名刻瑞斯-斐迪南星（Ceres Ferdinandea），其中，“刻瑞斯”是西西里神话故事中谷物女神的名字。但这个名字后半部分的“斐迪南”很快就被舍弃了，如今，人们一般称它为“谷神星”。

这样一来，新发现的谷神星的位置与提丢斯-波得定则预言的失踪行星的位置终于基本对上了，但新的问题很快又出现了：谷神星还会再次出现吗？原则上，谷神星的最佳观测时机为每年年末，但皮亚齐的观察数据实在有限，不足以使用已有技术计算出它的准确位置。还好，这个问题没过多久就被一名才华横溢的数学家解决了，他就是卡尔·弗里德里希·高斯（Karl Friedrich Gauss）。他准确地计算出了谷神星的轨道，得出谷神星与太阳的平均距离为2.767天文单位。1801年12月31日，扎奇在此基础上成功观测到了谷神星，而他5名合作者之一的海因里希·奥尔贝斯（Heinrich Olbers）也成功在第二天观测到了它。

但一个更棘手的问题是，谷神星太黯淡了。很明显，如果谷神星是大行星的话，以它所处的位置来说它应该更亮，所以谷神星的体积应该并不大。1802年2月，威廉·赫歇尔告知英国皇家天文学会：根据谷神星的亮度，他计算出谷神星的直径只有2000千米，还不及月球的5/8。几个月后，他又将原来的结果大幅度缩减到260千米。对比现代所测得的谷神星直径952千米，我们知道谷神星的直径被低估了，但谷神星比所有已知行星都小这一点依旧没有变。(www.xing528.com)

无独有偶，奥尔贝斯紧接着在1802年3月28日发现了第二个疑似该失踪行星的天体。有趣的是，这颗新星是奥尔贝斯在寻找谷神星时无意发现的，奥尔贝斯把它叫作智神星（Pallas）。数学家高斯很快计算出了它的轨道：智神星的轨道呈一个椭圆形，与太阳系的主平面成34度的夹角，和太阳的平均距离为2.77天文单位。它的轨道比任何行星的轨道都要扁长和倾斜，而且还和谷神星的轨道相交，在未来有可能会发生碰撞。

看得出，天文学家这回面对的既不是大行星，也不是彗星，而是一种前所未见的天体类型。威廉·赫歇尔将这种外观酷似恒星的天体取名为“小行星”。奥尔贝斯立刻联想到，莫非谷神星和智神星是哪颗已解体大行星的残骸？要是这样的话，很可能还有更多这样的残骸还散落在太空中，他觉得可以将谷神星与智神星轨道的交点作为重点搜索区域，于是，一波搜星浪潮开始了。1804年9月，德国天文学家卡尔·哈丁（Karl Harding）发现了第三颗小行星——婚神星（Juno）。1807年3月，奥尔贝斯发现了第四颗小行星——灶神星（Vesta）。至此，小行星的发现脚步停止了。有那么一段时间，天文学家还是把它们当作“行星”来看待，即使他们比谁都清楚它们的个子很娇小。当时的课本及年鉴按照与太阳的距离顺序，将这4颗小行星与大行星一同收录了进去。

往后的数十年里，小行星似乎销声匿迹，一颗也没有找着。专职的天文学家陆续抽身，转头研究其他回报率更高的问题，只有一位名叫卡尔·路德维希·亨克（Karl Ludwig Hencke）的业余天文爱好者仍然满腔热情地坚持着。亨克从1830年开始，15年如一日地寻找着小行星，即使一无所获，他还是以惊人的毅力坚持着。终于，上天不负苦心人，他在1845年发现了第五颗小行星，即我们今天所称的义神星（Astraea）。好事成双，两年后他又发现了第六颗小行星——韶神星（Hebe），又称春神星。

亨克的发现及时挽救了这场旷日持久的小行星灾荒。自此以后，小行星的发现浪潮接踵而至，已知小行星的家族也在不断壮大。随着人们发现越来越多的小行星，真相也逐渐浮出水面。原来，大部分小行星都分布在火星与木星之间一片宽广的环状区域内。从它们的轨道分布和参差不齐的组成成分来看，它们并非来自同一个爆炸后的行星。19世纪90年代，摄影测量技术的应用加快了小行星的发现步伐。到20世纪80和90年代，配备有电荷耦合装置（CCD）的精密巡天望远镜更是使小行星的发现速度再上一层楼。从1847年开始到2012年（1945年除外），每年都有新的小行星被发现。至今，已被发现的小行星数目已经超过30万颗。