1846年9月23日,星光穿透薄霧灑在柏林天文臺的穹頂之上。天文學家約翰?格弗里恩?伽勒手持一封來自巴黎的信件,信中法國天文學家勒維耶預言:“請把您的望遠鏡指向寶瓶座……在這個位置1度的范圍內,定能找到新的行星。”當晚,伽勒通過德國物理學家夫瑯和費制造的折射望遠鏡,在星圖上發(fā)現(xiàn)了一個不該存在的淡藍色圓點——后來被命名為海王星的太陽系第八顆行星。這一發(fā)現(xiàn)糾正了長久以來的觀測偏差,更成為科學史上理論預測指導實證觀測的典范。

德國天文學家伽勒
故事的開端源于天王星的“失常”。1781年,英國天文學家威廉?赫歇爾發(fā)現(xiàn)天王星后,天文學家們逐漸注意到這顆行星的實際軌道與理論計算存在偏差。1821年,法國天文學家布瓦爾出版的《天王星軌道表》清晰顯示,這顆行星的位置變化越來越大,仿佛受到某種未知力量的牽引。這種現(xiàn)象在天文學上被稱為“攝動”,即大質量天體對周圍天體運動的引力干擾。
當時年僅23歲的英國大學生亞當斯率先嘗試解開這個謎團。1843年,他通過復雜計算預測了干擾天王星運動的未知行星位置,卻因缺乏名氣而未獲格林尼治天文臺重視。與此同時,法國天文學家勒維耶獨立開展研究,1846年他完成了更為精確的計算,并將結果寄給了柏林天文臺的伽勒——這位曾將博士論文交由勒維耶審閱的同行。
伽勒與助手達赫斯特當晚就投入觀測。幸運的是,他們手邊正好有一套新完成的星圖,能清晰比對未知天體。不到半小時,達赫斯特就在勒維耶預測位置1度范圍內,發(fā)現(xiàn)了一顆星圖上沒有的8等星。這顆天體呈現(xiàn)獨特的淡藍色圓面,與大海顏色相近。謹慎的伽勒沒有立即宣布發(fā)現(xiàn),直到次日觀測確認這顆星相對于背景恒星移動了70角秒(約0.02度),才最終證實它就是那顆“筆尖上算出的行星”。伽勒在給勒維耶的回信中激動地寫道:“在您所指出的位置上確實存在著一顆行星。”
海王星的發(fā)現(xiàn)證明了萬有引力定律不僅適用于太陽系內層,在遙遠的外圍空間同樣有效。這一突破極大增強了科學家們的信心,確立了用數(shù)學預測指導天文觀測的新范式。此后,天文學家們多次運用類似方法探索宇宙,包括通過恒星引力擾動推測暗物質的存在,延續(xù)著伽勒與勒維耶開創(chuàng)的研究傳統(tǒng)。

海王星與地球
當時,圍繞這顆新行星的命名曾引發(fā)爭議,有人提議命名為“勒維耶星”,但勒維耶堅持遵循天文學傳統(tǒng),用羅馬神話中的海神“尼普頓”(Neptune:海王星)命名。這一決定巧妙平衡了科學貢獻與歷史傳統(tǒng),也暗合了這顆藍色行星的神秘氣質。而英國方面對亞當斯貢獻的爭論,則凸顯了科學發(fā)現(xiàn)中優(yōu)先權認定的復雜性,最終國際科學界承認了勒維耶和亞當斯的共同貢獻。
海王星距離太陽約44.98億千米,太陽光需要4個多小時才能抵達這里,表面平均溫度低至-218℃。它擁有14顆已知衛(wèi)星,其中最大的海衛(wèi)一逆向繞轉,暗示著它可能是被海王星引力捕獲的天體。這顆行星165年才完成一次公轉,自 1846年被發(fā)現(xiàn)以來,至今尚未完成一周繞日旅程。

美國“旅行者2號”探測器拍攝的海王星
伽勒本人此后繼續(xù)在天文學領域耕耘,他晚年整理了414顆彗星的數(shù)據(jù),還提出了計算極光高度的方法。為紀念他的貢獻,海王星最內側的光環(huán)被命名為“伽勒環(huán)”,小行星2097 和月球上的一個隕石坑也以他的名字命名。1989年,旅行者2號探測器飛臨海王星,傳回了這顆藍色巨行星的清晰圖像,讓人類首次目睹了它的風暴和光環(huán)系統(tǒng)。
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