在正式開始討論小行星、彗星和其他太陽系天體前,我們不妨先來了解一下天文學家是如何辨別不同天體的。
天體的分類方法有很多,例如,可以根據它們在望遠鏡下呈現的形狀(球形或不規則形狀)、成分(巖石或冰)、外觀(像彗星一樣模糊或只有一個亮點),或者根據它們軌道的性質來進行劃分。
主流觀點認為體積是最主要的考慮因素:體積比恆星小但大於其他天體的為行星。
那麼問題來了:行星到底有多大?太陽系中繞日公轉的天體有數十億顆之多,其中最大的為木星,其直徑是地球的11倍,而最小的只有塵埃般大小,要用顯微鏡才能看到。
在對天體進行分類時,性質並不在考慮範圍中,在很大程度上,大小行星之間的分界線比較隨心所欲,好比河流和小溪之間的區分。
按照當前的習慣說法,目前太陽系中共有8顆大行星。冥王星曾經也屬於大行星家族的一員,但由於它更像外太陽系天體,天文學家後來將其從大行星行列中除名,並劃入其他分類。
不過眾口難調,冥王星的地位一直備受爭議。美國天文學家查爾斯·科瓦爾(Charles Kowal)在其1988年出版的一本有關小行星的著作中提出了如何界定行星的問題,這在當時來說非常具有前瞻性。
穀神星(Ceres)是目前已知的最大的小行星,它的直徑為952千米,而冥王星的直徑大於2 300千米,當時冥王星還屬於大行星行列。科瓦爾在書中提出了這樣一個問題:「如果我們以後發現直徑超過1 500千米的天體,我們應該怎麼稱呼它們?是叫小行星,還是行星?我可以拍著胸脯說,不到最後關頭,天文學家是不會回答的!」
這一點還真讓他說中了,2003年,終於到了不得不回答這個問題的時候了。
天文學家發現海王星軌道以外有4顆繞日公轉的大天體,其中的3顆分別為鳥神星(Makemake)、妊神星(Haumea)和塞德娜(Sedna)。
還有一顆是鬩神星(Eris),鬩神星的大小和冥王星不相上下,但質量卻比冥王星大27%。
如果說冥王星是行星的話,那鬩神星理所當然也屬於行星。那另外3顆呢?難道也都屬於行星嗎?要是以後再發現其他大天體呢?行星的數量豈不是很快就會達到20、50,乃至1 000了?
所以,到了該重新思考這個問題的時候了。國際天文學聯合會(International Astronomical Union,簡稱IAU)經過投票,決定設立「矮行星」這一天體類型,但此舉也頗有爭議。
冥王星、鬩神星和小行星穀神星成了矮行星家族的第一批成員,曾經位居大行星行列的冥王星如今已被重新定義為小行星(編號:134340),於是,大行星的數量縮減為8個。
截至2012年,只有5個天體被歸入矮行星的行列。
而茫茫宇宙之中,已經確定的既非行星也非矮行星或衛星的天體仍然有數千個之多,IAU將這些天體統稱為「太陽系小天體」,再往下它們還可以細分為彗星(偶爾帶有朦朧的彗發和彗尾的一類冰凍天體)和小行星(從地球上看呈一個光點的巖質天體)。英語中的「minor planet」和「asteroid」皆有小行星之意,但現實中絕大多數人都只用後一個詞來稱呼小型巖質天體。
太陽系中類地行星與巨行星之間存在著一個主小行星帶。目前,天文學家已經在太陽系中發現了超過30萬顆小行星,絕大多數都分布在距離太陽2.1~3.3天文單位的空間裡。今天,小行星家族仍在以每月幾百顆的速度不斷壯大著。
從特寫照片來看,小行星和行星有著截然不同的外觀:大部分小行星呈橢圓形或者不規則的形狀,而且表面一般有山脈、巨石和火山口。
儘管小行星的數量龐大,但它們的質量總和相對而言並不算大。
如果將所有已知的小行星組成一個天體的話,它的質量其實還沒有地球的衛星月球大。