冥王星是不是太陽系行星?這是個問題

2021-02-25 iFeng科技

冥王星可能是太陽系裡最為知名的「神秘」行星了,自1930年被發現後的76年裡,冥王星一直以「九大行星之一」的身份示人,然而在2006年卻被國際天文學聯合會除名,並降級為「矮行星」,即使如此,人類對冥王星的印象還是望遠鏡裡那個模糊的身影。

為何冥王星被發現後的76年裡能一直穩坐九大行星的位子?這是因為冥王星距離地球實在太遠了,1930年剛被發現時,它在望遠鏡裡只是一個光點,以至於很難確定它的大小,最早估計它的直徑是6600千米,幾乎是地球的一半大,超過月球。

1949年天文學家們將它的直徑修改為10000千米,這已經接近地球大小了,1950年天文學家柯伊伯用新望遠鏡將數據修正為6000千米,1965年用新的方法確定它的直徑上限為5500千米,這仍然是一個符合其行星地位的數字。

1977年,科學家們重新確定了它的直徑——2700千米,進入80年代之後,科學家們估算的冥王星直徑進一步縮小——2400千米,大幅小於月球的3475千米。對於冥王星的直徑逐年「縮水」的事實,有科學家調侃再這麼下去冥王系就要「消失」了。

為何冥王星的直徑一直在變小?說到底還是因為太遠導致估算的數據誤差太大,而冥王星雖然遠,它的亮度相對於其距離卻顯得過於「明亮」,導致早期天文學家認為它是顆大行星,後來發現它表面覆蓋這一層反射率極高的甲烷冰,這使科學家們不得不重新估算。

雖然天文學家們發現冥王星比預想的要小的多,但一直到80年代,冥王星的地位還算穩固,但已經有不少天文學家對這顆「銀樣鑞槍頭」的行星產生了「不滿」,把它開除出行星隊伍的想法開始醞。

除了天文學家的不滿,冥王星本身也不夠「爭氣」,和其他八個「兄弟」相比,它太過奇葩,比如八大行星的軌道非常接近圓形,它卻是明顯的橢圓,遠的時候它是最遠行星,而近的時候它比海王星離太陽更近。

另一方面,冥王星的軌道高度傾斜,其他八大行星的軌道差不多在一個面上,而冥王星軌道和這個面的夾角超過17度,儼然一個「不走尋常路」的異類,不過此時還沒有什麼天體能威脅到冥王星的存在。

不過在進去21世紀之後,科學家們終於找到了「廢掉」冥王星的制勝武器——他們發現了鬩神星、鳥神星、妊神星等「行星」,尤其是鬩神星的發現,當時科學家認為它要比冥王星更大,這一發現給冥王星的地位以致命一擊。

鬩神星於2005年初被一個天文小組發現,原本小組成員打算在得出其準確的質量和大小之後再公布,但由於怕被世界上其他的小組搶先公布而失去「發現權」,最終不得不倉促宣布了這一重大發現。

由於公布的太早,導致科學家對鬩神星的大小和質量仍不清楚,經過數次測算,打了半年的嘴炮之後,當年8月份他們最終認定鬩神星的直徑約為2700公裡,要比冥王星大20%。發現者麥可·布朗甚至打賭說如果鬩神星比冥王星小,他會把望遠鏡吃掉。

國際天文聯合會不得不重新考慮冥王星的身份,如果保留其地位,那麼像鬩神星這樣的行星還有很多,太陽系就會有數十甚至上百個大行星,這顯然無法接受。國際天文聯合會在2006年通過表決宣布將冥王星踢出大行星行列,為其新建「矮行星」分類。

2011年科學家們重新測算了鬩神星直徑,發現鬩神星實際上比冥王星要小,冥王星被「冤枉」了(但鬩神星質量仍比冥王星大)。當初打賭要吃掉望遠鏡的麥可·布朗不但沒有遵守約定,反而寫了本《我怎樣殺死了冥王星以及為何它活該被宰》的書。

國家天文聯合會顯然也無意為當年的「莽撞」之舉埋單。而根據國際天文學聯合會2006年通過的決議,一個天體要成為行星必須滿足三個條件:位於圍繞太陽的軌道上;質量足夠大,以達到近似球形;自身有足夠的引力,以清空其軌道附近區域的天體。

對冥王星來說,前兩條不是問題,第三條才是其最大的命門,雖然目前確定冥王星有五個衛星,但仍然無法清除它軌道附近的其他「小行星」。天文學家們估計柯伊伯帶中至少有70000個冰封天體,與冥王星成分相同,並且直徑在100公裡或以上。

「清除附近區域」的意思是什麼呢?行星形成的時候,它們成為太陽系中各自所在軌道的主要引力體。它們與(所在軌道區域)其它更小的天體相互作用時,由於引力的作用,要麼將其吞噬,要麼將其拋離出去。

冥王星質量只有其軌道區域其它天體質量總和的百分之七。相比之下,地球質量是其軌道區域其它天體質量總和的 170萬倍。任何(符合前兩個)不符合前述第3個要求的天體被認為是矮行星。因此,冥王星是矮行星。

當然也有科學家對此持異議,新視野號項目負責人Alan Stern就公開反對過這三個條件:「從技術層面上來說,這個定義真是糟透了。顯而易見,(人們)對地球所在區域的了解還不夠透徹。而木星則有5萬顆特洛伊群小行星……」

冥王星個頭雖小,但它可能是除火星外擁有粉絲最多的太陽系行星了,至今仍有大批的科學家和支持者希望冥王星能回歸大行星行列。事實上,在2006年之前,學界並沒有為大行星下過明確定義,而2006的決議更像是專門為了開除冥王星而設……

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