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冥王星为什么不是行星?

漫步宇宙 2018-09-13 17:18:35 阅读:

在冥王星被踢出行星家门后十年,中佛罗里达大学进行的一项新研究再次点燃了“冥王星究竟算不算行星”的大讨论。研究人员指出将冥王星除名的理由并不成立。根据他们提出的新的行星定义,太阳系有近110颗天体拥有跻身行星家族的资格。

冥王星为什么不是行星?

中佛罗里达大学的科学家对过去200年的科学文献进行梳理,最后发现只有1802年的一份文献认同国际天文联合会的行星定义

2006年,由天文学专家组成的国际天文联合会确定了行星定义,其中一个条件就是“清除轨道内的其它天体”。换句话说,要成为自身轨道内引力最大的天体。海王星的引力影响附近的冥王星,冥王星与柯伊伯带内的天体共享轨道,从而失去了第九行星的头衔。

冥王星为什么不是行星?

如果采用新的行星定义,太阳系有近110颗天体可以被列入行星之列,包括谷神星、冥王星、冥卫一“卡戎”和月球等矮行星和卫星

在进行一项新研究时,中佛罗里达大学的科学家对过去200年的科学文献进行分析,最后发现只有1802年的一份文献将“清空轨道”作为成为行星的一个条件。中佛罗里达大学行星学家菲利普·梅特泽格表示:“国际天文联合会给行星这个行星学研究的基础天体下了一个定义,但这个定义却建立在一个没有人在研究中使用的概念基础之上。他们的定义将太阳系内第二复杂的有趣天体(冥王星)踢出行星之列。”

冥王星为什么不是行星?

除名后十年,冥王星和太阳系的其它100颗天体有望获封行星头衔。根据新的行星定义,宇宙中比恒星小的球形天体都可以被定义为行星

梅特泽格指出自伽利略时代以来,行星学家便将土卫六“泰坦”和木卫二“欧罗巴”称之为行星。“我们列出了一份名单,上面的100多个天体都被行星学家称之为行星。这虽然在一定程度上违反了国际天文联合会的定义,但他们之所以这么做是出于实际需要。联合会的定义有些模糊。他们并未明确‘清空它们的轨道’究竟是什么意思。如果按照字面意思理解,便没有一颗真正意义上的行星,因为没有一颗行星清空它的轨道。”

冥王星为什么不是行星?

太阳系全家福

梅特泽格表示文献评估结果表明上世纪50年代初对行星和小行星等其它天体的定义存在分歧,当时杰拉德·柯伊伯发表了一篇论文,从它们的形成方式入手,阐述它们的差异。但即便是这个理由也不再被视为决定一颗天体是不是行星的因素。

研究论文合著者、约翰斯·霍普金斯应用物理学实验室的科尔比·卢尤恩表示,国际天文联合会2006年下的行星定义有误,因为相关文献的评估结果表明清空轨道不应被作为区分小行星和行星的一个标准。他说:“我们的研究表明这是一个错误的历史性决定。用同样的理由将冥王星除名是一个不合理做法。”

冥王星为什么不是行星?

冥王星彩色图像,展示了不同的地形和化学构成。这颗矮行星的引力拖拽只有0.62 m/s²,相比之下,地球的引力拖拽达到9.807 m/s²

梅特泽格指出对行星的定义应该立基于它们的固有特征,而不是可以改变的特征,例如行星轨道的动力学变化。他说:“动力学特征并非恒定不变,而是始终处于变化之中。它们并不是对一颗天体的基本描述,只是在描述一颗天体当前的状态。”

根据梅特泽格的建议,如果一颗天体拥有足够大的身躯,自身引力能够让它演化成球形,便可将它归入行星之列。他说:“这并非一个武断的定义。变成球形在行星演化道路上具有重要的里程碑意义,因为一旦演化成球形,将在行星体内激活一系列地质活动。”

冥王星为什么不是行星?

2006年1月19日,“新地平线”号飞船搭乘阿特拉斯V型火箭从卡纳维拉尔角空军基地发射升空,奔赴冥王星

以冥王星为例,这颗星球拥有地下海洋、多层大气层、有机化合物以及古代湖泊和多颗卫星存在的证据。梅特泽格说:“它要比火星更加活跃。在整个太阳系,只有地球的地质活动复杂程度超过冥王星。”

2017年,天文学家提议了一种新的行星定义方式,立基于“星球本身的物理学特征”。他们指出国际天文联合会2006年的行星定义存在“技术缺陷”,需要进行调整。如果采用他们的新定义,宇宙中所有比恒星小的球形天体都可以被归入行星家族,包括冥王星和其它矮行星,甚至包括卫星在内。

冥王星为什么不是行星?

冥王星的斯普特尼克平原,由美国宇航局的“新地平线”号飞船2015年7月拍摄

在2019年3月举行的月球与行星科学大会上,美国宇航局“新地平线”号任务的科学家将提出他们的建议。研究小组指出国际天文联合会的定义存在一系列缺陷,包括在定义行星时只将目光投向环绕太阳的星球。这种做法将环绕其它恒星的行星或者自由穿行于银河系的行星排除在外。此外,联合会设定的一些参数,就连太阳系内的行星也无法满足。

冥王星为什么不是行星?

“新地平线”号艺术概念图

他们指出新定义能够满足科学分类的需要,同时也符合人类的直觉。根据他们提出的地球物理学定义,行星是从未发生过核聚变的亚恒星质量天体,拥有足够的自引力,能够演化成球形,即不管怎样的轨道参数,都可以用三轴椭球体描述它们的外形。简单地说,宇宙内任何比恒星小的球形天体都可以归入行星之列。

研究小组表示这个定义更重视行星本身的物理学特征,而不是与其它天体交互的物理现象。按照这个行星定义,太阳系有近110颗天体拥有跻身行星家族的资格,包括谷神星、冥王星、冥卫一“卡戎”和月球等矮行星和卫星。

冥王星为什么不是行星?

傍晚时分的冥王星,由“新地平线”号2015年7月14日拍摄

根据他们的提议,新定义能够让科学家、教育工作者和学生受益,因为这个定义更符合人类的直觉,更强调行星固有的物理学特征,同时也与当前的实践相符。研究人员指出:“我们的地球物理学定义强调固有特征,直接立基于一颗星球的物理学特征而不是与其它天体交互的物理现象。我们的定义符合行星学界当前的普遍做法。在同行评议的行星学刊物和讲话中,‘行星’这个词通常并不仅限于行星,甚至也包括卫星或者矮行星在内。”

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