科學家重新定義了「行星」一詞,決定將系外行星包括在內

從我們有記憶開始，課本就告訴我們太陽系中有九大行星：水星，金星，地球，火星，木星，土星，天王星，海王星和冥王星。關於冥王星有一個存疑點—它與前八顆行星都不類似。在冥王星前面先是四個內部是巖石的星體，然後是四個非常巨大的氣態星體，這兩者之間是小行星帶，而位於最後的冥王星是一個寒冷、孤獨的冰世界。

圖源：美國宇航局/卡爾文·j·漢密爾頓(1999)

在20世紀90年代之發現前，我們對太陽系的理解一直是它包括九大行星，直到科學家開始發現一個理論上充滿冰體的圓盤——柯伊伯帶。之後，隨著幾十年的天文學發展，科學家發現了大量的冰體星球，其中包括塞德娜（它幾乎和冥王星一樣大）和厄裡斯（它比冥王星更大）。到2006年，人們清楚地認識到，冥王星不僅不是唯一的冰體星球，而且只是一個可能有幾十個甚至上百個類冥王星天體類別中的一個。

圖源：用戶「詞典」的維基共享。

2006年，「官方」天文定義管理機構——國際天文學聯合會(IAU)首次決定定義什麼是行星。這個定義具有必要意義，在此之前科學家簡單認為行星就是:圍繞太陽運行的大而圓的物體，不包括小行星或衛星。但隨著一系列新發現——包括潛在的奧爾特雲天體——提醒科學家必須做出新的定義。這是重新定義的三個標準：

它是在圍繞太陽的軌道上運行的(而不是其他任何星球)，

它具有足夠的質量使其自身重力克服剛體力呈鈴靜力平衡形狀(快速旋轉時為圓形或扁圓形/長形)。

它的軌道只有它(在它的軌道上/附近沒有其他同樣大的天體)。

對於太陽系中前八顆行星來說，這是一個很好的分類標準，因為四顆內部世界和四顆氣態巨行星顯然擁有其他星體沒有的屬性。

圖源：維基共享用戶WP。

但它漏掉了一些至關重要的東西:從上世紀90年代開始發現的太陽系外的行星，即系外行星。它們在圍繞其他恆星的軌道上運行，所以它們本身就是行星。但是根據IAU給出的第一個定義，它們不是行星。即使我們寬泛地把第一個標準中的「太陽」改成了「星星」，其他標準也有很大的爭議。

圖源：ESO

系外行星探測是十分困難的:到目前為止,我們的主要探測方法是利用恆星的擺動(重力從行星擾亂恆星的運動)和行星的飛行(恆星的行星從恆星前面經過,阻塞的一小部分光),但這距離直接成像還有很長的路要走，更不用說以足夠的解析度成像以確定它們的形狀了。

圖源：馬特/動物世界，

此外，我們幾乎無法清晰確定具體的一個行星軌道。除非在恆星周圍有大量的塵埃或碎片，否則即使是我們最好的探測方法也很難發現行星帶的存在。

圖源：美國航天局/加州理工學院噴氣推進

但並不是完全沒有希望!加州大學洛杉磯分校教授讓-呂克·瑪戈特提出了一種新的行星測試，這種測試可以在任何恆星周圍的任何行星上進行，只需要三個容易測量的參數：

行星的質量，

它圍繞母星的軌道距離/周期，

它的壽命。

利用這三個參數，可以以超過99%的準確率確定一個星體是否滿IAU的三個標準。

圖源：瑪戈特(2015)

對於太陽系,界定「行星」和「非行星」非常簡單清晰,火星是最接近非行星的星球(但仍然存在巨大的否定證據),而穀神星、冥王星和厄裡斯(Eris)則需要比現在大幾千倍的太陽系，才能擁有符合標準的軌道。由此得出的一個更有趣的事實是:如果我們只有月球而不是地球繞著太陽轉，那麼它(幾乎)不會是一顆獨立的行星。

當把這個測試方法應用到克卜勒行星和非克卜勒行星候選的系外行星數據時，我們發現(到目前為止)每一個都符合這些標準。

圖源：瑪戈特(2015)

這不足為奇!目前的探測技術偏向於最接近母星的最大、質量最大的行星:這是滿足這三個IAU標準的最簡單的例子。但這仍是一個巨大的進步，在可預見的未來，行星的定義應該可以應用於幾乎所有發現的系統。就像瑪格特說的那樣，不應該需要一個傳送裝置來判斷一個新發現的物體是否是行星。

多虧了這個方法，我們不僅不需要，而且很可能也不用IAU標準了。

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