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冥王星為什么不是行星?

漫步宇宙 2018-09-13 17:18:35 閱讀:

在冥王星被踢出行星家門后十年,中佛羅里達大學進行的一項新研究再次點燃了“冥王星究竟算不算行星”的大討論。研究人員指出將冥王星除名的理由并不成立。根據他們提出的新的行星定義,太陽系有近110顆天體擁有躋身行星家族的資格。

冥王星為什么不是行星?

中佛羅里達大學的科學家對過去200年的科學文獻進行梳理,最后發現只有1802年的一份文獻認同國際天文聯合會的行星定義

2006年,由天文學專家組成的國際天文聯合會確定了行星定義,其中一個條件就是“清除軌道內的其它天體”。換句話說,要成為自身軌道內引力最大的天體。海王星的引力影響附近的冥王星,冥王星與柯伊伯帶內的天體共享軌道,從而失去了第九行星的頭銜。

冥王星為什么不是行星?

如果采用新的行星定義,太陽系有近110顆天體可以被列入行星之列,包括谷神星、冥王星、冥衛一“卡戎”和月球等矮行星和衛星

在進行一項新研究時,中佛羅里達大學的科學家對過去200年的科學文獻進行分析,最后發現只有1802年的一份文獻將“清空軌道”作為成為行星的一個條件。中佛羅里達大學行星學家菲利普·梅特澤格表示:“國際天文聯合會給行星這個行星學研究的基礎天體下了一個定義,但這個定義卻建立在一個沒有人在研究中使用的概念基礎之上。他們的定義將太陽系內第二復雜的有趣天體(冥王星)踢出行星之列。”

冥王星為什么不是行星?

除名后十年,冥王星和太陽系的其它100顆天體有望獲封行星頭銜。根據新的行星定義,宇宙中比恒星小的球形天體都可以被定義為行星

梅特澤格指出自伽利略時代以來,行星學家便將土衛六“泰坦”和木衛二“歐羅巴”稱之為行星。“我們列出了一份名單,上面的100多個天體都被行星學家稱之為行星。這雖然在一定程度上違反了國際天文聯合會的定義,但他們之所以這么做是出于實際需要。聯合會的定義有些模糊。他們并未明確‘清空它們的軌道’究竟是什么意思。如果按照字面意思理解,便沒有一顆真正意義上的行星,因為沒有一顆行星清空它的軌道。”

冥王星為什么不是行星?

太陽系全家福

梅特澤格表示文獻評估結果表明上世紀50年代初對行星和小行星等其它天體的定義存在分歧,當時杰拉德·柯伊伯發表了一篇論文,從它們的形成方式入手,闡述它們的差異。但即便是這個理由也不再被視為決定一顆天體是不是行星的因素。

研究論文合著者、約翰斯·霍普金斯應用物理學實驗室的科爾比·盧尤恩表示,國際天文聯合會2006年下的行星定義有誤,因為相關文獻的評估結果表明清空軌道不應被作為區分小行星和行星的一個標準。他說:“我們的研究表明這是一個錯誤的歷史性決定。用同樣的理由將冥王星除名是一個不合理做法。”

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冥王星彩色圖像,展示了不同的地形和化學構成。這顆矮行星的引力拖拽只有0.62 m/s²,相比之下,地球的引力拖拽達到9.807 m/s²

梅特澤格指出對行星的定義應該立基于它們的固有特征,而不是可以改變的特征,例如行星軌道的動力學變化。他說:“動力學特征并非恒定不變,而是始終處于變化之中。它們并不是對一顆天體的基本描述,只是在描述一顆天體當前的狀態。”

根據梅特澤格的建議,如果一顆天體擁有足夠大的身軀,自身引力能夠讓它演化成球形,便可將它歸入行星之列。他說:“這并非一個武斷的定義。變成球形在行星演化道路上具有重要的里程碑意義,因為一旦演化成球形,將在行星體內激活一系列地質活動。”

冥王星為什么不是行星?

2006年1月19日,“新地平線”號飛船搭乘阿特拉斯V型火箭從卡納維拉爾角空軍基地發射升空,奔赴冥王星

以冥王星為例,這顆星球擁有地下海洋、多層大氣層、有機化合物以及古代湖泊和多顆衛星存在的證據。梅特澤格說:“它要比火星更加活躍。在整個太陽系,只有地球的地質活動復雜程度超過冥王星。”

2017年,天文學家提議了一種新的行星定義方式,立基于“星球本身的物理學特征”。他們指出國際天文聯合會2006年的行星定義存在“技術缺陷”,需要進行調整。如果采用他們的新定義,宇宙中所有比恒星小的球形天體都可以被歸入行星家族,包括冥王星和其它矮行星,甚至包括衛星在內。

冥王星為什么不是行星?

冥王星的斯普特尼克平原,由美國宇航局的“新地平線”號飛船2015年7月拍攝

在2019年3月舉行的月球與行星科學大會上,美國宇航局“新地平線”號任務的科學家將提出他們的建議。研究小組指出國際天文聯合會的定義存在一系列缺陷,包括在定義行星時只將目光投向環繞太陽的星球。這種做法將環繞其它恒星的行星或者自由穿行于銀河系的行星排除在外。此外,聯合會設定的一些參數,就連太陽系內的行星也無法滿足。

冥王星為什么不是行星?

“新地平線”號藝術概念圖

他們指出新定義能夠滿足科學分類的需要,同時也符合人類的直覺。根據他們提出的地球物理學定義,行星是從未發生過核聚變的亞恒星質量天體,擁有足夠的自引力,能夠演化成球形,即不管怎樣的軌道參數,都可以用三軸橢球體描述它們的外形。簡單地說,宇宙內任何比恒星小的球形天體都可以歸入行星之列。

研究小組表示這個定義更重視行星本身的物理學特征,而不是與其它天體交互的物理現象。按照這個行星定義,太陽系有近110顆天體擁有躋身行星家族的資格,包括谷神星、冥王星、冥衛一“卡戎”和月球等矮行星和衛星。

冥王星為什么不是行星?

傍晚時分的冥王星,由“新地平線”號2015年7月14日拍攝

根據他們的提議,新定義能夠讓科學家、教育工作者和學生受益,因為這個定義更符合人類的直覺,更強調行星固有的物理學特征,同時也與當前的實踐相符。研究人員指出:“我們的地球物理學定義強調固有特征,直接立基于一顆星球的物理學特征而不是與其它天體交互的物理現象。我們的定義符合行星學界當前的普遍做法。在同行評議的行星學刊物和講話中,‘行星’這個詞通常并不僅限于行星,甚至也包括衛星或者矮行星在內。”

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