对那些为“罗塞塔”号（Rosetta）空间探测器工作的人来说，2014年1月20日将是一个重要日子，这一天也许会是极好的一天，也许会是非常糟糕的一天。10年前，欧洲空间局（European Space Agency）将“罗塞塔”号这个重达3000千克的航天器发射升空，按照计划，该航天器将于2014年8月与一颗名为67P/楚留莫夫-格拉希门克（67P/Churyumov-Gerasimenko，简称67P）的彗星交会。如果一切顺利，“罗塞塔”号将完成一件人类从未尝试过的事情：进入彗星低轨道，释放一台名为“菲莱”号（Philae）的着陆器。在太阳的热力下，67P彗星冰冻的身躯正在逐渐变暖，“罗塞塔”号将追随前行。

但首先，“罗塞塔”号要苏醒过来。在此前两年多的时间里，它一直蛰伏在节能模式。欧洲中部时间2014年1月20日上午11时，“罗塞塔”号的内置闹钟响起。在德国达姆施塔特的欧洲空间运行中心（European Space Operations Center）的一间控制室里，科学家和工程师们等待着。按照计划，“罗塞塔”号醒来后将会发回报告，尽管他们对“罗塞塔”号很有信心，但之前一个失败的案例依然像阴霾一样笼罩在他们心头：1993年，“火星观察者”号（Mars Observer）探测器与地面失去联系，并消失得无影无踪。有那么几分钟，科学家和工程师们感到噩梦又要重演了。

“我看到屋子里很多人的脸都白了，”霍尔格·谢克斯（Holger Sierks）回忆道，他来自德国马普太阳系研究所（Max Planck Institute for Solar System Research），负责“罗塞塔”号上的光学和红外摄像机。在等待信号的短短15分钟内，时间就像凝固了一样。终于，一束电子信号从木星轨道之外抵达了达姆施塔特，“信号内容是‘我又回来了’，这让所有人都松了一口气，”谢克斯说。

接下来的几周里，研究人员确认，“罗塞塔”号不仅结束了冬眠，而且各方面运转良好，已经做好了探测彗星的准备。它将回答彗星的结构、组成、运行规律以及起源方面的问题。67P彗星冰冻的躯体，自46亿年前太阳系诞生之初就几乎未曾改变。2014年11月，“罗塞塔”号会释放它的着陆器。着陆器将钻开彗星表面，发掘太阳系的历史。

在遥远的深空中，“罗塞塔”号并不孤单。经过9年的飞行，美国航空航天局（NASA）的“新视野”号（New Horizons，也译作“新地平线”号）探测器将在2015年7月，实现另一项突破：第一次飞临冥王星（Pluto）和它的5颗已知卫星。美国西南研究院（Southwest Research Institute）首席研究员艾伦·斯特恩（Alan Stern）报告说，“航天器的状态非常好。”虽然这两项任务彼此独立，但并非毫无关联。天文学家现在认识到，两艘航天器的探测目标冥王星和67P彗星，都是柯伊伯带（Kuiper belt）的成员。所谓柯伊伯带，就是位于海王星之外的一个庞大的、几乎未知的区域，其中存在着数以十亿计的冰冷星体，这些星体的尺寸小到几米，大到数千米。

过去20年，空间探测取得了一系列发现，而两艘航天器成功抵达各自的探测目标，将使空间探测成果达到一个顶峰，正如斯特恩所言：“这些发现使人们豁然开朗，改写了我们对太阳系结构的知识。”事实上，在短短20多年前，甚至没有人知道柯伊伯带的存在。自那时起，行星科学家们相继发现了几个冰冻的星球，它们的体积接近、甚至可以媲美冥王星。科学家从中发现了一些迹象，表明在很久以前，木星（Jupiter）、土星（Saturn）、天王星（Uranus）和海王星（Neptune）的轨道曾经剧烈地变动过，这些迹象甚至还暗示，太阳系曾经存在第五颗气态巨行星。研究人员分析了1 500余个已知的柯伊伯带天体（Kuiper belt object，KBO）的大小和轨道，来研究这条带是如何形成的。他们想知道，原本干燥的地球上之所以能够形成海洋，真的是因为在柯伊伯带形成之初，有大量的冰从这里弹射到年轻的地球吗？

每一次这样的观测都为理解柯伊伯带的起源和演化，打开了一扇窄窄的窗户。把这些观测结果综合到一起，就像盲人摸象的寓言那样，人们开始拼凑关于柯伊伯带的结构、组成和演化的更全面的图像。现在，两艘航天器即将首次对两个非常不同的柯伊伯带天体进行近距离观测，这样一来，这幅图像将会变得前所未有的清晰。

发现柯伊伯带

1930年，一位名叫克莱德·汤博（Clyde Tombaugh）的年轻天文学家，在海王星之外发现了一个新星体。当时，天文学界包括他自己都坚信，他发现了“X行星”（Planet X）——传言已久的太阳系第九颗行星。在一名11岁英国女学生维尼夏·伯尼（Venetia Burney）的建议下，这颗行星被命名为“冥王星”。起初，研究人员计算得出，这颗新行星的质量会接近地球。但到了20世纪70年代，人们认识到冥王星比月球还要小、还要轻。汤博发现的其实是柯伊伯带上最明亮的成员。

然而，在上世纪80年代之前，没有人会想到柯伊伯带这个东西的存在，甚至包括杰勒德·柯伊伯（Gerard Kuiper）本人，柯伊伯带就是以这位荷兰裔美国科学家命名的。在上世纪50年代，柯伊伯提出，紧靠海王星外的区域可能曾经充斥着冰冻天体。不过他又认为，“大质量行星”冥王星的引力场会将这些冰冻天体散射到深空去，因此太阳系的这片区域目前应该是空空荡荡的一片。“事实和预言恰恰相反，”加利福尼亚大学洛杉矶分校的天文学家戴维·C·朱维特（David C. Jewitt）说道，他是外层太阳系观测的先驱。

几乎在同一时间，柯伊伯的同胞简·奥尔特（Jan Oort）猜测，那些被散射的天体，应该形成了原彗星（proto-comet），这些彗星组成了球形云，其运行轨道距离太阳大约有1光年。他还指出，如果这些原彗星偶然闯入了内太阳系，它就会变成一颗活跃的彗星。该机制巧妙地解释了，为什么会存在长周期彗星。那些长周期彗星的轨道周期长达200多年，它们会从各个方向掉入内太阳系。

不过，这套理论无法解释那些短周期彗星。短周期彗星大多是沿着大行星公转轨道平面飞来。对此，奥尔特给出的解释是，有些长周期彗星与巨行星交会时变成了短周期彗星。没有人能给出更好的解释。[或者说，几乎没有人给出更好的解释。一个特殊情况是，早在上世纪40年代，爱尔兰天文学家肯尼思·埃奇沃思（Kenneth Edgeworth）就提出一种假说，短周期彗星诞生于一个小星体聚集的、更近的地方。不过他只是顺带提及这个假说，而且没有详细描述。“如果你认为这只能算是一个预言，那好吧，我确实没法反驳，”迈克尔·E·布朗（Michael E. Brown）这样评价道。布朗是加州理工学院的天文学家，他在2005年发现了柯伊伯带天体阋神星（Eris），其大小和冥王星相当，这一发现导致冥王星在第二年被降格为“矮行星”。显然，布朗不认为埃奇沃思顺便提及的假说只能算一个预言，但总之，当时并没有人重视埃奇沃思的这个想法。

目前很多行星科学家都认可的，关于柯伊伯带的第一个正式预言来自乌拉圭天文学家胡里奥·费尔南德斯（Julio Fernandez）。他在1980年的一篇题为《论海王星外彗星带之存在》（On the Existence of a Comet Belt beyond Neptune）的论文中，提出了和埃奇沃思相同的看法，不过他的论证要严谨、详细得多。1988