天王星是如何被发现的？

郭红锋

彗星还是行星？

原来，在那个时代，天文学家所拥有的望远镜口径都不太大，他们把能看到的比较亮的天体都观察过了，很多人转去寻找一类比较特别的天体，例如彗星。当时，人们已经知道了牛顿万有引力定律，可以计算出天体运行的轨道。人们知道彗星都是沿着非常扁长的轨道运行，只有运动到接近太阳的时候，才开始长出“尾巴”，在离太阳比较远的地方还是比较模糊的一团。这时，眼睛是看不到的，但使用当时的小望远镜就可以看到了，所以能够用它预报新彗星的到来。

威廉·赫歇尔观察到的这颗未知的天体，很像一颗彗星。因为，当他连续观察这颗星的时候，他发现该星在恒星背景里有缓慢的移动（就像彗星逐渐接近太阳一样），所以他最初向皇家天文学会报告说发现了一颗新的彗星。

有了新彗星的发现报告，自然就有很多人追踪观察，但观察了一段时间之后，威廉·赫歇尔和其他天文学家都意识到这颗星不像彗星。因为彗星在离太阳愈来愈近的时候，“尾巴”会越来越明显，在望远镜里看起来边缘也会越来越模糊。但这颗“彗星”始终也没有彗尾拖出来的迹象。

天文学家们经过计算，得出了它的轨道并不扁长而是近似圆形，这更像人们已知的行星轨道。特别是著名的法国数学家拉普拉斯精确计算出了天王星的轨道参数，指出它距离太阳大约19. 2个天文单位，比当时已知太阳系最远的行星——土星的距离（距太阳约9.5个天文单位）还远出了一倍，也就等于把人類认识的太阳系疆界扩大了一倍啊！（天文单位是太阳系内测量各天体之间距离的尺子，1天文单位为日地平均距离，等于1.5亿千米）

到了1871年秋天，天文界终于一致认定这颗星不是新彗星，而是我们太阳系里的一颗新行星，后来被命名为天王星。天王星是第一个用望远镜发现的太阳系行星。威廉·赫歇尔发现新行星是一个重要的里程碑事件，打破了几千年来人类肉眼的有限视界和对宇宙的偏狭认识，开启了人类寻找太阳系疆界的新征程。

偶然还是必然？

很多人以为威廉·赫歇尔发现天王星是偶然事件，但如果没有他近乎痴迷地对天空一小片一小片地连续巡查，单凭偶然的机会是不可能有此发现的。因为从历史记录中人们发现天王星在威廉·赫歇尔之前起码已被记录过22次之多，最早的记录可以追溯到1690年，比威廉·赫歇尔早了近1个世纪。可惜留下这些纪录的天文学家们无一例外地都以为自己看到的是一颗恒星，与发现新行星的荣誉擦肩而过。

只有威廉·赫歇尔，经年累月地对天空中的每颗星星都进行着有规律的巡查。他解释说，它（天王星）只不过是恰好在那个夜晚被发现，假如有什么事情妨碍了那个夜晚，我必定会在下个夜晚发现它。威廉·赫歇尔的这段文字不仅为自己发现天王星的必然性做了注解，而且也很好地说明了为什么在他之前那么多的天文学家即使看到了也没有发现天王星是行星。要知道，看到一颗暗淡的星星虽然困难，但比这困难得多的则是要判断出它是行星而不是恒星。正是威廉·赫歇尔所进行的巡天观测，使他在周密而系统的对大自然的“品读”中，最终发现了天王星。