水内行星

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设想中的轨道在水星轨道以内的大行星
中文名
水内行星
外文名
intra-Mercurial planet
人    物
爱因斯坦
世    纪
十九世纪

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水内行星简述:

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intra-Mercurial planet
行星公转椭圆轨道近日点在不断移动,这种现象称为近日点进动。水星近日点进动每世纪达5,601″左右。在考虑其他行星水星轨道的摄动后,水星近日点还有每世纪约 43″的反常行动。
十九世纪中叶就已测得水星近日点的反常进动为每世纪 38″。尽管此值和实际值之间还存在着偏差,但这种反常进动的存在已被肯定。这种现象在当时从理论上还无法解释。后来由于发现海王星的启发,法国天文学家勒威耶设想在水星内侧还存在一个行星,这个未知行星对水星的摄动,引起了每世纪43″的近日点进动,这个假说曾为许多人所赞同。如果存在水内行星,它必然非常靠近太阳,从地球上看,它和太阳同起同落,所以平时无法观测到它,惟有在日全食时,拍摄太阳周围的天空照片,才有希望发现。可是,多少次日全食的观测都未找到水内行星。二十世纪初,爱因斯坦的相对论巧妙地解释了水星近日点进动问题,而且其观测值与理论值之间符合得很好。这样,似乎可以说,不会存在像水星那样大小的水内行星了。可是,近年来,人们还是不愿放弃在日全食时寻觅未知行星的绝好机会。1970年 3月7日在墨西哥和1973年6月30日在非洲发生日全食时,有些观测者曾发出了已观测到水内行星的通报,但没有得到证实。
19世纪中叶人们发现在扣除了其他行星的影响后,水星近日点每世纪会向东前进43″,因受发现海王星启发,多数人认为这是因存在水内行星所致。法国天文学家U.勒威耶甚至几次作了预报,为它准备了“火神星”的名字。即使到今天,搜寻水内行星仍常是日全食观测的一个重要课题,1973年两个比利时天文学家声称发现了它。实际上,这种进动早在20世纪初A.爱因斯坦已用广义相对论作了圆满的解释,理论与观测十分吻合,因此现代天文学家基本上否认了它存在的可能。
但也不排除,可能水内行星因为某种力量,一直是水内行星被水星阻挡。
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水内行星Vulcan

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在1860年海王星被观测到之前,法国的数学家勒威耶和亚当斯就已经预测了它的位置。这一准确预测表明有关水星的运动偏差或许是由于水星的内部行星或是在水星的运行轨道内存在着第二个小行星带引起的。而这些只有在它们经过太阳或在日全食的时候才有可能被观测到。在Zurich的太阳资料中心的Prof. Wolf曾经在太阳上看到一些可疑的小点,另一个天文学家也曾看到一些相似的东西。一共二十四个点,看来与水星的内部行星轨道十分匹配,一个的运行周期为26天,另一个为38天。
1859年,勒威耶收到一封属名为Lescarbault的天文业余爱好者的来信,信上说他在1859年3月26日在太阳上观测到一个黑圆点,看来似乎是一颗行星通过太阳表面。他看这个黑点在一个小时零一刻钟的时间内,移动了相当于太阳直径四分之一的距离。Lescarbault估计它的轨道倾角在5.3到7.3度之间,它中心点的经度约为183度,它的离心率“十分大”,它通过太阳的时间为四小时又三十分。勒威耶研究这一观测结果,并计算出它的自转周期为19天又7个小时,离太阳距离为0.1427天文单位,倾角为12度10分,中心点为12度59分。它的直径比水星小,质量约为水星的十七分之一。由于它太小了,因而无法计算出它的轨道与水星轨道的偏差,但或许这是在水星内的小行星带中最大的一颗。勒威耶倾注了所有的精力在这个黑点上,并命名它为Vulcan(火神)。
在1860年发生了一次全日食。勒威耶动员所有的法国以及其他国家的天文学家去找寻Vulcan,但却无人寻得。勒威耶开始更倾向于Wolf的“太阳黑子”的解释了,并且这种猜测在1877年勒威耶逝世之前便得到了更多有力的证据。在1875年4月4日,一位德国天文学家H. Weber在太阳上看到一个圆点。值得注意的是,勒威耶的计算表明Vulcan可能在那年的4月3日经过,而Wolf发现那个周期为38天的行星也可能在那个时候出现。这个“圆点”当时被设在格林威治和马德里的天文台拍摄下来。
在1878年7月29日的日食之后,也曾有过一阵骚动,两个观测者声称在太阳附近看到小的亮的圆盘状物体,而这物体只可能是在水星内轨道上运行的小行星:J.C Watson (密歇根大学天文教授)确信发现了两颗水星的内部行星!Lewis Swift (1992年回归的Swift-Tuttle彗星的发现者)也认为他看到那颗星就是Vulcan。但他所看到的星的位置却与Watson所看到的位置完全不同。另外,无论是Watson还是Swift所看到的,都不符合勒威耶或是Lescarbault对Vulcan的描述。
自此以后,尽管天文学家全日食时仍竭力观测,却再也没有看到Vulcan。在1916年爱因斯坦出版了《广义相对论》,书中没有依靠引进未知的水星内部行星便解释了水星运行轨道偏差的原因(根据广义相对论的观点,质量产生引力场,质量越大引力场越强,引力场也是一种质量,这一质量产生了较小的引力场,引起了水星轨道的偏差。类似于电磁波的发散,电场与磁场的相互转变。--译注)。在1929年的5月,波茨坦人Erwin Freundlich拍摄了整个全日食的照片,并且仔细研究这些照片,再于六个月后拍摄了太阳周围的照片,发现在太阳附近并没有比九等星更亮的天体了。
但是,过去人们看到的又是什么呢?Lescarbault不可能去编造一个“童话”,勒威耶也不可能无道理地相信他。或许Lescarbault当时碰巧看到了一颗正在地球轨道上运行的,离地球十分近的小行星,而那颗小行星在当时还未被人知晓,所以导致Lescarbault产生的唯一解释便是这是水星的一颗内轨道行星。而至于Swift和Watson或许是观察时比较匆忙,而错把某些恒星认成Vulcan。
在1970~1971年,"Vulcan"又再次被提起,原因是一些观测者认为他们在全日食时探测到了一些在太阳附近的微弱的光。但这也可能只是一些暗淡的彗星。后来人们确实看到了这几颗彗星,而它们由于运行轨道离太阳过近而撞上了太阳。
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