1997年元月17日,克雷德 · 汤波(Clyde William Tombaugh)在他新墨西哥州的家中溘然长逝,享年90岁。作为冥王星的发现者,长寿的汤波很幸运地在他生命的最后几年,看到人们终于解开了这颗本世纪行星研究史上最为扑朔迷离的“发现之谜”。

汤波1906年生于伊利诺斯州斯特雷特(Streator)的一个农民家庭。当时,劳威尔(Percival Lowell)和皮克林(William Pickering)根据天文星与海王星轨道的不规则扰动,推测海王星之外应该还有一颗未知的行星存在。然而直至1916年劳威尔去世,人们仍然一无所获。汤波少年时代发即对天文学产生了浓厚的兴趣,甚至还自制过几个望远镜。20年代后期,他与地处亚里桑那州弗拉格斯塔夫(Flagstaff)的劳威尔天文台的天文学家们频繁通信,保持了密切的联系。1929年元月,在他22岁时终于成为该天文台的助理观察员。当时,他没有受过任何正规的天文学训练,仅仅是个高中毕业生。

也就在1929年,人们重新肯定了劳威尔的推算,对海王星之外可能存在的这颗未知行星(通常称之为“X行星”)开始了新一轮的搜寻。天文学家依据行星与其背景星系运动方向相反的事实,研制出新的视野更宽阔的13英寸望远镜、照相机。在拍摄和比较星系照片时还采用了一种被称为“闪烁比较器”的新设备,它能使观察者区分静止和运动的物体。这些观察仪器大约在4月份安装调试完毕。当时的天文台主任斯利弗(V. M. Slipher)破例允许汤波使用他的仪器进行观测研究。汤波根据月球每月的盈亏,拟订了一套有效的计划,准备在天空最暗时拍照,而在满月前后进行数据分析。在找寻“X行星”过程中,汤波获得了许多有价值的星系照片,并以此对证实和证伪许多设想做出了巨大贡献。他在此期间还指出,通过寻找相反点(天空中与太阳相对的斑点)及其所显示的与运动天体有关的数据,可以很容易地确定哪些天体距前景天体更近。

汤波当时所承担的任务并不轻松,要知道天空中至少有1500万颗恒星都比他所寻找的“X行星”要亮。汤波研究了约50,000~900,000个星体的照片,另外还分析了许多小行星的轨道。经过10个多月的研究,汤波终于“捕获”到了他孜孜以求的“猎物”:1930年2月18日下午,在比较双子座的照片时,他注意到一个约3.5毫米的针尖大小的微弱斑点,它与距海王星20亿公里处移动的那颗星有一致之处。“就是它!”汤波在后来的回忆中,曾不无自豪地谈到当时那种“全人类唯有自己一个人知道第九行星确切存在的独特感受”。在确定自己的发现之后,他径直走到斯利弗的办公室并镇定地宣布:“我找到你的X行星了”。在随后的3个星期里,劳威尔天文台的研究人员全力以赴对此发现进行了反复观察和检验。1930年3月13日,在这个劳威尔天文台诞生75周年、赫歇耳发现天王星149周年的特殊日子,劳威尔天文台向全世界正式公布发现了“X行星”的消息,并根据古希腊神话中一位神灵的名字将其命名为“冥王星”(Pluto)——即“地狱”里的“阎罗王”。这样命名同时也包含了纪念劳威尔(P. L)的含义。

做出这项发现后,汤波获得了奖学金,使他得以进入堪萨斯(Kansas)大学深造并获得天文学学位,并于1934年结婚。30-40年代,汤波大部分时间都在劳威尔天文台继续其行星研究工作。这段时间的研究虽然没有重大突破,但也发现了不少小行星、彗星、新星、球状星团、五孔星团(five open clusters)以及Andromeda-Perseus超级星团。第二次世界大战中,汤波参与了训练美国海军导航人员的工作,后期在白沙试验基地(White Sands Proving Grounds)从事早期火箭的研制。1950年,他率先正确地指出:火星上应当有环形山存在。此外,他在地球的小卫星、银河系星团等研究领域也均有涉足。1955年,汤波到新墨西哥州大学从事教学、研究并直至1973年退休,退休后的汤波仍以充沛的精力、高昂的热情继续探索宇宙的奥秘,当史密森学院希望他能贡献出其8英寸望远镜以供珍藏时,他回答说:现在还不行,我常常要用它呢!

颇为滑稽的是:研究者在70年代发现,冥王星由于其大小事实上不可能造成对天王星和海王星的摄动。这意味着30年代人们赖以探寻冥王星所依据的理论基础和推算是错误的。冥王星的确是颗特别的行星,它似乎与太阳系其他几大行星很不一样。其倾斜度与椭率都很大,分别为16度和25度。绕太阳公转一周所需时间长达248年。其轨道也与太阳系其他行星轨道不同,而且处于海王星轨道内。同时,由于冥王星的轨道集合形状非常特别并与海王星存在着巧妙的动力学谐振,故不会被巨大的海王星“驱逐”出海王星轨道之内。冥王星的质量也很小,仅为月球质量的七分之一。直径约为2300公里,其转轴与轨道平面倾斜120度。冥王星的与众不同之处还在于它特别寒冷的表面及其卫星——冥卫一号(Charon)。冥卫一号的直径正好是冥王星的一半,而且它绕冥王星公转的周期与冥王星的自转周期相同,是迄今为止人们所知道的唯一的天然同步卫星。

数10年来,行星天文学家对这个质量小、有同步卫星、轨道特别、离太阳遥远的行星感到很迷惑。令人振奋的是,从1992年起,在冥王星轨道内发现了一些更为“微弱”的天体。这些被称为Edgeworth-Kuiper带的发现,使奎帕(Gerard Kuiper)曾经评论汤波的那句双关语——“你怎么就没发现比冥王星更重要的天体!”更显意义深长、耐人寻味,

[Nature,1997年2月27日]