冥王星降级都这么多年了,是不是“行星”这事儿还没整明白?

冥王星被踢出九大行星,已经是12年前的事儿了,但是天文界还在为冥王星的“行星”地位“做努力”。 自1930年被发现以来,冥王星就被认为是太阳系的第九大行星。此后近半个世纪的时间内,它是人类在海王星外发现的唯一的一颗太阳系天体。 过对比这两张照片,天文学家发现了冥王星(箭头处)。图片来源:洛厄尔天文台 因此,冥王星就和其他8颗行星一起,并称为太阳系九大行星了。不过,因为排名末位,又那么孤独,冥王星得到了很多人的偏爱。 在冥王星被发现的76年后,天文学家把冥王星降级成了矮行星,与谷神星小行星,以及柯伊伯带中的其他一些天体并列。太阳系的行星数量从此减少到了8颗。 太阳系行星数量被降为8颗,而红色标记的为冥王星,它被降级为矮行星。图片来源:NASA 然而,大家对冥王星的热爱却只增不减。2017年,一组科学家提出了新的行星定义,或许能让冥王星重新回到行星行列。这一定义得到了行星科学家阿兰·斯特恩和戴维·格林斯彭的支持。他们出版了一本新书,讲述了新视野号探测任务和“行星”冥王星的故事。 所以,这场关于行星定义的讨论是怎么展开的呢,接着往下读。 行星新定义,冥王星降级 随着人类在太阳系外围发现越来越多的天体,从前对行星的定义因此受到了冲击。在许多其他恒星周围也发现了越来越多的新世界。那些天体全都是行星吗?一部分是?抑或全都不是? 2006年,国际天文联合会(IAU)做了一件前所未有的事情,对“行星”这个天文学最古老的术语之一,进行了科学上的定义。新的定义一经提出,立刻引发了巨大争议,而事实证明,这个定义还不够充分。 IAU对行星的定义如下:1. 一颗行星必须有足够大的质量,它的重力能够让自身保持流体静力学平衡:如果它不旋转,则为圆球形;如果旋转,则为椭球形。 2. 一颗行星必须围绕太阳而非其他天体运行。(所以,地球是行星,而月球不是。) 3. 一颗行星必须能够清空自己的轨道,意味着在相同的轨道距离内不存在其他质量相对较大的天体。(于是,火星是行星,但小行星和柯伊伯带天体不是。) 按照这个定义,太阳系的行星数量被正式降为8颗,冥王星离开了行星之列。 对于研究太阳系的天文学家来说,这样很好。这8颗行星,它们有着相似的形成过程;对太阳和其他天体的运行影响更大;反射的阳光比其他天体更多;在太阳系内拥有自己的引力范围。从许多角度来讲,8颗行星刚刚好。 不过,有3个群体反对这个定义:系外行星天文学家、星系天文学家和行星科学家。 反对定义的声音 系外行星科学家提出质疑,为什么围绕太阳运行的天体可以被归类为行星,而围绕其他恒星的就不行?这是个颇有说服力的反对意见。 有人提出解释,因为我们无法从遥远的距离确定一颗系外行星能否清空轨道。 但是,这个理由在2006年或许能够成立,现如今是不可能了。因为在2015年,这个理由就被推翻了:美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的让-吕克·马戈特教授他设计了一个通用的行星测试,不需要派遣探测器,只要掌握以下3个参数。 参数1:行星的质量参数2:距恒星的轨道距离或公转周期参数3:该行星系统的形成时间 用3个参数来确定一个天体是否满足IAU的定义,精确度超过99%。 很明显,太阳系的8颗行星都能通过这项测试,而小行星和柯伊伯带天体出局了。 马戈特提出的通用行星测试,冥王星并不能满足条件。图片来源:Margot (2015) 除了系外行星科学家,还有星系天文学家反对行星的定义。 他们的理由则是,流浪行星又该如何定义?它们没有可以环绕的母恒星,可能是天生如此,也可能是从一个行星系统中被“踢”出来的。这样的天体,为什么不像行星呢? 流浪行星可能有不同的形成原因,但这样的天体算是行星吗?图片来源:Christine Pulliam / David Aguilar / CfA 但是,在天文学中,位置几乎意味着一切,就像房地产一样。 如果把水星换到木星的轨道上,因为引力太小,水星永远也无法清空轨道,也就无法获得行星的地位。而一颗比水星小得多的天体,如果位于一颗红矮星附近,却有可能成为行星。而我们的地球,如果位于太阳系外围的奥尔特云附近,也会被排除出行星的队伍。 但是有科学家反对,他们认为,应该忽略“行星处于什么位置”这个问题。如果一个天体有足够大的重力,能够保持流体静力学平衡状态,那么他们就认为它是一颗行星。 但是,不考虑位置来定义行星,太阳系中直径不到10000千米的天体中,行星并非只有两颗(水星和火星),而是有109颗。太阳系内的行星总数将上升到115颗,目前的19颗卫星、1颗小行星和海王星外的87颗天体都将加入这一行列。未来,随着我们在柯伊伯带、弥散盘以及奥尔特云中发现更多天体,这个数字还将进一步上升,也许可以达到成千上万。 矮行星冥王星。图片来源:space.com 所以,应该如何看待这种对行星的定义呢? 一方面,他们提出的观点不无道理。当我们讨论天体的地质、大气和星球物理特性时,我们确实都把它们称为行星,并将研究这些天体的领域称为行星科学。 在讨论一颗天体上的氧气含量、地壳、化学构成及可居住性时,我们把这些这些物理量称为“行星性质”。 新视野号探测器所拍摄的冥王星大气层。图片来源:NASA 就拿冥王星来说,我们知道它有云,有雪,有天气过程,有山脉和峡谷,有地层,甚至可能有地下海洋。它有5颗卫星;沿着一个轴自转;它有白天黑夜,也有季节变换。如果忽略它的天文位置,你当然会称它为一颗行星。 但另一方面,要把冥王星当作一颗行星,你就必须忽略所有的天文学因素。 思考一个问题:一颗天体到底是不是行星,应该由它在太阳系中的位置决定,还是应该由它的内在属性决定? 话句话说,我们是否应该完全忽略行星与太阳系、与恒星之间的关联,完全忽略它们的形成过程和彼此间的引力互动?要知道,一直以来,正是这些关联增进了我们对它们的了解,并让我们对它们充满了好奇。 定义行星,为了科学的完整性 仅仅因为不能称之为“行星”,不能说明我们对冥王星(或者小行星、彗星、卫星和太阳系外围的其他天体)不再有很大的兴趣。 而且,不是还有冥王星仙子呢。 冥王星仙子。图片来源:美少女战士 这只是关于行星的定义在完善的过程。事实很简单,在首次发现冥王星的时候,它被错误地归类了。它和其他8颗行星从来就没什么相似之处。IAU在2006年的决议是对这一错误的修正,只不过这次尝试并不完善。 但是,行星科学家科尔比·鲁尼恩、阿兰·斯特恩及其他一些人,他们却正在朝相反的方向努力,这将导致更大、更混乱的错误,让行星的定义对大多数使用它的人来说变得毫无意义。 为了让冥王星重回行星行列,有些人不顾一切,甚至愿意降低门槛,让每一颗质量大到足够圆的卫星、小行星甚至冰球都成为行星。甚至,只要有足够的重量,任何天体都可以被称为行星。 但是,我们不同意。我们认为,一个天体属于哪一类,与它在宇宙中的位置脱不了干系。宇宙里没有什么东西独立存在于真空中,无论是行星、卫星、小行星、彗星、柯伊伯带天体还是奥尔特云天体,它们的位置决定了其大部分属性。在行星科学领域中,和大多数情况一样,完整的科学故事远比武断的定义要有意思得多。

推荐阅读更多精彩内容

  • 多年以后今天跟赛打台球 溜的那几次杆 自己要有所担当的 也许会记起与Q在楼下超市买东西时的场景
    Ace_策阅读 21评论 0 0
  • 丑丑妈妈第一次参加家长会,幼儿园的老师说:“你的儿子有多动症,在板凳上连三分钟都坐不了,你最好带他去医院看一看。”...
    大红小绿阅读 58评论 0 0
  • 1.总纲 identity是微软的一款用户认证授权插件,比较好用,但是配置比较复杂。使用流程大致如下: 1.nug...
    小蒿阅读 2,030评论 0 6
  • Given a string containing just the characters '(', ')', '...
    海生2018阅读 32评论 0 0
  • 原创文章,转载注明出处 今天我们来了解的这位前辈,可以算是战国群星中非常平凡的一个——魏国第三代君主魏惠王魏罂。之...
    抿嘴唇阅读 105评论 1 2