冥王星之問：是時候重新思考我們對行星的定義了嗎？

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原作：Paul Sutter

翻譯：陳瑋菁

編排：陳瑋菁

後臺：李子琦

原文鏈接：https://www.space.com/pluto-problem-time-to-rethink-definition-of-a-planet

冥王星及其心形的斯普特尼克平原，這是2015年“新視野”號太空船拍攝的影像。（圖片由美國國家航空航天局提供）

2006年，國際天文學聯合會（IAU）對行星的定義進行了投票。衆所周知，冥王星不再符合標準，被降級爲矮行星。從那以後，事情變得有點混亂。那現在是重新定義行星的時候了嗎？

公平地說，這是冥王星應得的。“行星”這個詞從來沒有一個正式的定義，天文學家對它的用法也總是很輕率。對古希臘人來說，行星是任何“流浪的恆星”，包括太陽和月亮。隨着哥白尼的革命，定義發生了變化：地球被認爲是一顆獨立的行星，月球被降級爲衛星，太陽的地位得到了提升。

這種方法持續了200多年，直到威廉·赫歇爾發現了天王星，朱塞佩·皮亞齊發現了穀神星，穀神星是火星和木星之間主要小行星帶中最大的物體。最初，天王星和穀神星都被歸類爲行星。但是，一旦發現更多的天體與穀神星共享相似的軌道，天文學家不得不重新思考。當然，行星畢竟是單獨存在的。赫歇爾提出將火星和木星之間的小天體稱爲“小行星”，而天王星仍然是一顆行星（這種情況當然有利於赫歇爾自己的遺產）。

即使在1930年克萊德·湯博發現冥王星時，天文學家也對這些分類方式感到滿意。但（當時）這顆新行星是其它行星的延伸——它的軌道非常不穩定，而且比其他行星要小得多，所以天文學家很快就開始考慮是否應該重新研究天體的分類方式。

從20世紀90年代開始，天文學家開始發現更多與冥王星有相似軌道的天體。2005年，天文學家邁克·布朗發現了鬩神星，這是一顆與冥王星大小相當的天體，繞海王星運行。

因此，2006年，當天文學家們聚集在布拉格的國際天文學聯合會會議上時，一個龐大的團隊開始行動，讓該機構定義行星應該是什麼。當時有兩大陣營：地球物理學家認爲行星應該由其外觀來定義，而動力學家認爲行星應該由其性質來定義。

從本質上講，地球物理學家認爲，行星應該是任何足夠大的東西，它的自我引力把它拉成接近球形。動力學家反駁說，行星應該是任何能夠主導並基本上清除其軌道上任何碎片的東西。第一種定義將冥王星，以及穀神星和冥王星的所有同軌道天體納入行星範圍。後一種定義將排除所有這些較小的天體。

最後，折中的討論結果包括了兩種定義，這意味着實際上動力派贏了。冥王星沒有清理它的軌道——它只是有太多的鄰居，因此被降級了。

2015年7月14日，新視野號飛船從22,025英里（35,445公里）的距離飛向冥王星。（圖片來源：NASA/約翰霍普金斯大學應用物理實驗室/西南研究所/Alex Parker）

但並不是每個人都同意新規定，而且有很多爭論和反對意見。首先，“接近球形”和“基本清除軌道”的定義不是很清楚。

但這些規則的支持者反駁說，所有被定義的行星，從水星到海王星，都是異常圓的，而絕大多數非行星顯然不是。至於清理軌道，火星的質量是其軌道上第二大物體的5000多倍。相比之下，冥王星只捕獲了其軌道上所有質量的7%。因此，這兩個行星之間存在着明顯而廣泛的差異。

但最大的困惑來自於非行星的亞型分類。如果一個物體足夠大，可以使自己呈圓形，但沒有清空它的軌道，就像冥王星或穀神星一樣，它就被稱爲矮行星。天文學家經常使用“矮星”一詞來指代同類型星體的較小版本，如矮星和矮星系。但矮星仍然是恆星，矮星系仍然是星系；它們只是更小。矮行星的情況就不一樣了——它們顯然不是行星。

如果一個物體太小而不能使自己變成圓形，它就被歸類爲“太陽系小天體”。小行星並沒有正式的定義，但天文學家通常認爲這個詞是指生活在太陽系內部的太陽系小天體。彗星也被認爲是太陽系的小天體。

然後是“小行星”，包括矮行星和所有不是彗星的太陽系小天體。別忘了還有類冥王星——冥王星軌道之外的矮行星和海王星外天體，包括類冥王星和其他繞海王星軌道運行的太陽系小天體。‘

這有點混亂，但這是一種嘗試，以匹配我們正不斷了解的太陽系知識的複雜本質。我們生活在一個活躍的、動態的系統中，在這個系統中，各種各樣的物體相互作用交織。我們一直在努力想出一個清晰的定義，因爲宇宙本身拒絕井然有序。

就目前而言，我們應該堅持現有的定義，即使它們並不完美。當我們有了新的發現和獲得新的理解，我們可以相應地更新我們的定義，並希望能使事情變得更簡單。

責任編輯：陳瑋菁

牧夫新媒體編輯部

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M16——恆星誕生的支柱

圖片來源及版權：NASA、ESA、CSA、STScI；處理：Diego Pisano