火神星

1840年，巴黎天文台的主任弗朗索瓦·阿拉戈(Francois Arago) ^[1]  向勒威耶建議，讓他研究水星繞太陽運行的軌道。這項研究的目標是建立一個基於艾薩克·牛頓的運動和引力定律的模型。到1843年，勒維耶發表了他關於這個問題的臨時理論，並在1843年水星穿過太陽表面的過程中對其進行了檢驗。但遺憾的是，勒維耶的理論預測與觀測結果不符。勒威耶更新了他的工作，並在1859年發表了一篇關於水星運動的更詳盡的研究報告。這是基於對該行星的一系列子午線觀測以及14次凌日。這項研究的嚴謹性意味着，任何與觀察結果的差異都可能是由某些未知因素造成的。事實上，仍然存在一些差異。在水星運行的過程中，它的近日點每運行一圈都會前進一小部分，天文學上稱為近日點進動。經典力學預測了這種現象，但觀測值與預測值之間存在着每世紀43弧秒的微小差異。

勒威耶推測，在水星軌道內存在一顆小行星可以解釋這種過量的進動，他提出將這顆行星命名為Vulcan。在羅馬神話中，Vulcan是火神，他掌管着有益的和阻礙的火，因此對於一顆如此接近太陽的行星來説，這個名字再恰當不過了。因為勒威耶曾用同樣的技術成功地發現了海王星，這為他的説法提供了一定的可信度。

據此，天文學家曾多次進行觀測，但都歸於失敗。1915年，愛因斯坦提出了廣義相對論，認為如果把太陽看作一個絕對圓球，那麼由於太陽質量較大，水星受它的引力作用也較大，在其附近的空間發生了較大的“彎曲”。後來的觀測結果又支持了“彎曲”説，所以“火神星”之説便一度黯然失色。

但是，1982年美國亞利桑那大學的天文學家們向全世界宣佈：太陽並不是絕對圓的，其赤道直徑比極向直徑大0.0017%。這一微乎其微的膨脹數字，就足以動搖廣義相對論的根基。如果愛因斯坦對水星軌道偏離正常軌道的解釋是錯誤的，那麼，勒威耶預言的水星與太陽間的“火神星”就有可能存在。於是，人們又繼續尋找“火神星”。 ^[2] 

1859年12月，勒維耶收到了一封來自法國內科醫生兼業餘天文學家勒卡爾博（Edmond Modeste Lescarbault）的信，他聲稱在這一年早些時候（1859年3月26日）看到過這顆假想行星的凌日現象。勒維耶乘火車來到巴黎西南約70公里處的奧爾格雷斯-布埃斯村，勒斯卡博在那裏給自己建了一個小天文台。勒維耶未經通報就來了，並開始盤問那人。

Lescarbault詳細地描述了在1859年3月26日，他是如何注意到太陽表面[7]上的一個小黑點的，他正在用他的最小的3.75英寸(95毫米)折射鏡研究它。勒斯卡博以為那是一個太陽黑子，起初並不感到驚訝，但過了一段時間後，他意識到它在移動。在1845年觀察到水星凌日現象後，他猜測他所觀察到的是另一種凌日現象，不過是一個以前未被發現的天體。他匆忙地測量了它的位置和運動方向，用了一個老式的鐘和一個鐘擺，用它記錄病人的脈搏，他估計整個過程持續了1小時17分9秒。

勒維耶認為他對勒斯卡博看到一顆以前不為人知的行星凌日感到滿意。1860年1月2日，他在巴黎科學院的一次會議上宣佈了伏爾甘的發現。而萊斯卡博則被授予榮譽軍團勳章，並受邀出席許多學術團體的會議。然而，並非所有人都接受萊斯卡博“發現”的真實性。法國著名天文學家伊曼紐爾·裏耶斯(Emmanuel Liais)於1859年在里約熱內盧為巴西政府工作，他聲稱一直在用一架比勒斯卡博的望遠鏡強大兩倍的望遠鏡研究太陽表面，就在勒斯卡博説他觀察到自己神秘的凌日現象的那一刻。因此，裏耶斯“正處於以最積極的方式否認當時有一顆行星飛過太陽的狀態”

根據Lescarbault的“凌日”，Le Verrier計算出了Vulcan的軌道:它在距離太陽2100萬公里(0.14個天文單位)時繞着接近圓形的軌道旋轉。公轉週期為19天17小時，軌道向黃道傾斜12度10分鐘(一個難以置信的精確度)。從地球上看，火神星與太陽的距離最大延伸了8度。

勒威耶從其他業餘愛好者那裏收到了大量報告，這些報告都不可靠，他們聲稱看到了無法解釋的凌日現象。其中一些報告提到許多年前的觀察結果，許多報告沒有適當的日期。儘管如此，勒維耶還是在每一次新的目擊報告傳到他的手上時，繼續修改火神的軌道參數。他經常宣佈未來瓦肯凌日的日期，當這些沒有實現的時候，他就對參數做更多的修改。

在早些時候被指控為Vulcan觀察員的人中，以下是最值得注意的:Gruithuisen在1819年6月26日報告説，他看到“太陽上有兩個小黑點，又圓又黑，大小不等”。帕斯多爾夫在1822年10月23日、1823年7月24日和25日，1834年、1836年10月18日、1836年11月1日和1837年2月16日也聲稱看到過兩個地點;較大的直徑為3弧秒，較小的直徑為1.25弧秒。

1860年1月29日上午8點剛過，羅素和另外三個人看到一顆據稱來自倫敦的水星內行星凌日。[10]多年後，一位名叫理查德·卡温頓的美國觀察者聲稱，在1860年左右，當他駐紮在華盛頓地區的時候，他看到了一個明確的黑點穿過太陽盤。

1861年沒有人對火神星進行過“觀察”。1862年3月22日早晨，格林威治時間8點到9點之間，另一位來自英國曼徹斯特的業餘天文學家拉米斯先生看到了一次凌日現象。他提醒的同事也看到了這個事件。根據這兩個人的報告，兩位法國天文學家，Benjamin Valz和Rodolphe Radau，獨立計算了該物體的假定軌道週期，Valz得出的數字是17天13小時，而Radau得出的數字是19天22小時。

1865年5月8日，另一位法國天文學家阿里斯蒂德·庫姆布拉裏在土耳其的伊斯坦布爾觀測到一次意外的凌日現象。

在1866年到1878年間，沒有人對這顆假想的行星進行過可靠的觀測。然後，在1878年7月29日的日全食期間，兩位經驗豐富的天文學家，密歇根安阿伯天文台的主任詹姆斯·克雷格·沃森教授和來自紐約羅切斯特的業餘愛好者劉易斯·斯威夫特，都聲稱在靠近太陽的地方看到了一顆類似“火山”的行星。“沃森”在懷俄明州分離觀測時，將這顆行星定位在太陽西南2.5度的位置，估計其亮度為4.5度。斯威夫特當時在科羅拉多州丹佛附近的一個地方觀測日食，他看到了一顆位於太陽西南3度的水星內的行星。他估計這顆星的亮度與星Cancri相同，星Cancri是一顆五等星，在全食時也能看到，距離這顆“行星”大約6到7分鐘。Cancri和行星都非常接近太陽的中心。

沃森和斯威夫特都是傑出的觀察家。沃森已經發現了20多顆小行星，而斯威夫特有幾顆彗星是以他的名字命名的。兩人都把他們假設的水星內部行星的顏色描述為“紅色”。沃森報告説，它有一個明確的圓盤——不像星星，在望遠鏡裏僅僅出當前的光點上——它的相位表明它正在接近上合。

這些只是所謂的水星內行星的更“可靠的觀測”。在半個多世紀的時間裏，許多其他的觀察者試圖找到這個假設的火神。許多錯誤警報都是由圓形太陽黑子引發的，它們與運行中的行星非常相似。日食時，靠近太陽的恆星被誤認為是行星。為了調和不同的觀測結果，一度至少假設了兩顆水星內行星。