曾经的第九大行星,会再次成为“行星”吗?

作者: Ethan Siegel

来源: Forbes

发布日期: 2018-05-14

本文讨论了冥王星是否应重新被归类为行星的问题,回顾了其从发现到被降级为矮行星的历史,并介绍了新的行星定义可能带来的变化。文章还探讨了不同天文学家群体对行星定义的争议,以及位置和内在属性在行星分类中的重要性。

1930年,天文学家在太阳系内发现了第一个超越海王星的新世界——冥王星。过去,有许多人在最初接触天文学知识时,都被告知冥王星是太阳系的九大行星中离太阳最远、最孤单的那颗,想必它也因此成为许多人心中最爱的那颗行星。

然而,在76年后,天文学家却决定将冥王星踢出行星行列。它与谷神星和柯伊伯带上其他一些天体的命运一样,都被编入矮行星的行列,太阳系的行星数量因此回落到了八个。

但到了2017年,一个科学家团队提出了对行星新增的一个新定义,这一举措或许将把冥王星重新拉回到行星行列。Alan Stern和David Grinspoon在一本关于新视野号任务和“行星”冥王星的新书中支持了这一定义。

回到2006年,当时的国际天文学联合会(IAU)做了一件从未有人做过的事,他们要对天文学中最古老的术语之一——行星——进行科学定义。这是因为科学家在柯伊伯带以及更遥远的地方发现了越来越多的海王星外天体,再加上一些其他的原因,使其原来不胜明确的定义受到抨击。

IAU在2006年给出的行星定义有三点:行星必须具有足够大的质量来克服固体应力以达到流体静力平衡的形状;行星的必须绕着太阳运动,而非其他物体;最后,它必须清除其轨道上的其他天体,这意味着在相同的轨道上不能有其他相对较大的天体。因此,根据这个定义,由于冥王星还未清空其轨道附近的区域而被降级为矮行星。

对于研究太阳系的天文学家而言,这并没有什么问题。对于天文学而言,这八颗行星具有与其他所有星球都不同的特征。它们由一个相似的、且相同的形成历史联系在一起;它们对太阳和太阳系中其他天体的运动影响,比其他任何天体都更加显著;它们会反射更多的阳光;从引力角度看,它们在太阳系中占引力的主要部分。从许多角度来看,八大行星似乎就是适当的数字。

但是,有另外三个不同的群体对这一定义非常不满,他们分别是系外行星天文学家、星系天文学家和行星科学家。系外行星天文学家有一个非常具有说服力的论点。为什么非得是绕着我们自己的恒星——太阳——公转的天体,才可以被归类为行星,而绕着其他恒星的天体却不能?这看起来是2006年的一个巨大疏漏,那时,距离我们发现系外行星已有十多年了。

一些行星科学家将这一论点推至极端。他们认为位置应被忽略,并且如果你是一个大到足以使自己维持在流体静力学平衡状态的天体,那么恭喜你——你就是一颗行星。这意味着假如我们观测太阳系中直径在10,000公里以下的天体,发现的行星就不止两颗(即火星和水星),而是109颗。我承认,他们提出的观点在某些方面是有其优点的。

当我们谈论一个天体的地质、大气和地球物理学属性时,实际上我们就是将它们都看作行星,并且将对这些世界进行的研究称为行星科学。当我们谈论这些世界的氧气含量、地壳、组成、或可居住可能性时,我们毫无疑问地称这些可测量的量为“行星属性”。仅在冥王星上,我们就知道它有云层、天气、雪、山脉、山谷、地质层、甚至还可能有地下海洋;它有五个卫星;它绕自己的轴自转;它有白天和黑夜、还有季节。

如果忽略它的天文位置,那它就是一个彻头彻尾的行星。

但是,另一方面,我们必须忽视所有将冥王星视为行星的天文学。这才是我们需要问的问题:一个物体在太阳系中的位置能否决定它是不是行星?是不是只有天体本身的内在属性才重要?我们是否应该完全忽略行星与太阳系、恒星、它们的形成、以及引力之间的联系?

一个简单的事实是,当冥王星最初被发现时,对它的分类就是错误的;它与其他八个行星从来不在相同的地位。2006年IAU采取的举措是一次不完备的修复尝试。但Kirby Runyon和Alan Stern等人现在所采取的举措则是朝着相反的方向:它迈向了更混乱、更大的错误,这会让一个定义变得毫无意义。

有人想要不顾一切地保住冥王星的行星地位,为此他们宁愿给每颗大到足够呈圆形的卫星、小行星和冰球,都赐予行星的标签。还有一部分人,认为只要这个天体的质量够大就可以称为一颗行星。但还有一部分人(包括我),一个天体在宇宙中的位置与它是什么密不可分。宇宙中没有什么东西是存在于真空之中的,无论它是行星、卫星、小行星、彗星、柯伊伯带的天体、还是奥尔特云的天体,它所处的位置决定了它大部分的属性。

如果有人想忽略所有的这些,并宣称——“圆形就意味着是行星”,我认为是不可行的。与大多数事物一样,在行星身份问题上,完整的科学故事要更有趣得多。

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