冥王星出局之謎

2020-12-05 搜狐網

  新華網專稿:最近,在天文學界發生了一個使世人震驚的事件。這就是冥王星被「開除」了,不再是太陽系九大行星之一了。這件事在學術界仍有爭議。有的科學家說,應該將其開除,有的則反對,各執一詞。美國《新聞周刊》4日一期刊登文章,詳細介紹了這種分歧的來龍去脈。

文章摘要如下。

  還算幸運,克萊德·湯博沒看到這一天。這個1930年發現太陽系第九顆行星的堪薩斯農家男孩於1997年1月離開人世,享年90歲。今年1月,湯博又一次「離開」這個世界:「新地平線」號太空探測器把他的骨灰送入太空。但是,就在「新地平線」號飛速穿過小行星帶要在2015年和冥王星相會時,地球上的一群天文學家卻宣布,它的目的地現在屬於另一類天體:矮行星。湯博93歲的妻子帕特裡夏說,湯博生前就知道類似的事情正在醞釀。她還說,如果他活到今天,作為一個科學家,他能理解這個決定。但是,就她而言,她承認自己有點失望。她對《亞利桑那明星日報》記者說:「我覺得自己好像降級了。本來我是冥王星發現者的妻子,現在卻成了某顆矮行星發現者的妻子。」

  地位一直受到懷疑

  湯博的妻子為此煩惱,這並不奇怪。但是,其他人呢?全世界為什麼都對這個遠到幾乎看不見的星球如此關注?這個由巖石和固態氮構成的小小天體在太陽系如此偏僻的角落,與太陽的距離為36億英裡,幾乎是地日距離的40倍。自發現以後的76年,它運行的距離甚至還不到自身軌道周長的1/3。當然,冥王星本身的「命運」不會受什麼影響。這個人為決定影響的主要將是教科書出版者、天文館的禮品店和佔星家。

  我們自認為了解太陽系;但是,太陽系的變化速度卻超過大多數人的理解。對太陽系的重新認識早在20世紀70年代就開始了。

  令人悲哀的事實是,自發現以來,冥王星的行星地位就一直受到懷疑,這種地位多多少少是錯誤授予的。冥王星是九大行星中體積最小的一個,而且比那八顆行星要小得多。冥王星直徑僅為2300公裡左右,比地球的衛星還小。它的軌道也非常特別,與其它八顆行星運轉的軌道有一個角度。

  「齊娜」發現引起爭議

  起初,沒人真正了解冥王星的大小。有些計算顯示,冥王星與地球大小相仿,所以稱之為行星沒有引起爭議。但是,隨著人們了解到更多事實,天文學家開始質疑它是否與那八顆行星屬於一個類別。有些人甚至想把它稱作「彗星」。彗星體積通常比行星小得多,由冰和塵埃構成,在扁心率很高的軌道上圍繞太陽運行。

  美國自然歷史博物館羅斯地球和太空中心天體物理學博物館館長麥可·沙拉說:「無論你認為冥王星是不是行星,每位天體物理學家都在為『新地平線』號的太空之行歡呼。我們從未到過矮行星。它是什麼樣?表面平坦嗎?是像一個冰塊,還是有顯示放射線或火山活動的裂縫?」冥王星的軌道穿越柯伊伯帶,那是一個環形的巖石帶,就在天文學家剛剛開始探索的太陽系邊緣。

  他們要在那裡發現行星和生命起源的線索。噴氣推進實驗室的行星天文學家理察·泰裡萊說:「過去,那簡直是不可能發生的事情。我們生活在地球上,地球有生命,這似乎是許多奇蹟,而且是一個接一個發生的。現在,我們知道,這些情況都非常普通。」10年來,人類對宇宙認識的最大改變之一就是發現了其它恆星也有行星圍之運轉。鑑於這一點,太陽系的形成就格外引人關注。天文學家已經發現100多顆這樣的行星,其中有些可能存在生命。

  迫使人們討論冥王星地位問題的是去年加州理工學院一位名叫邁克·布朗的天文學家的發現。自1998年後,布朗和他的同事一直多多少少在做湯博30年代做過的事情:反覆拍攝天空的照片,尋找移動的物體。今年1月的一個早晨,他發現一個不同尋常的物體:這個物體特別明亮,所在軌道比冥王星還遠得多。沒有任何安裝在地球上的望遠鏡能測量那麼遙遠的行星的大小。因此,布朗不得不等待,直到他有機會使用哈勃太空望遠鏡。今年4月,他有了答案:那個光點———正式名稱為2003UB313但暫時暱稱為「齊娜」———直徑約為2400公裡,比冥王星大5%左右。

  行星定義成為門檻

  突然,一代人從小到大所熟知的有關太陽系的說法遭到懷疑。布朗發現的是不是第十顆行星?看起來當然是這樣,否則,冥王星為什麼可以稱作行星?沒有理由認為,柯伊伯帶裡沒有更多比冥王星還大的天體。它們也叫行星嗎?如果是只比冥王星略小的天體,那該叫什麼?這個事件使人們注意到,天文學家從未確定「行星」的含義。

  因此,國際天文學聯合會起初提議,根據形狀給行星的「身份」設立一個門檻。行星是由灰塵和巖石積聚而成,且有一定直徑。因此,第一個標準是,行星必須是球形。但是,許多衛星也大到足以是球形;所以,定義的第二個部分是,行星必須圍繞太陽而不是另一顆行星運轉。

  根據這個定義,冥王星和UB313都包括在內;但還包括穀神星,1801年最初發現時曾被當作行星。此外,令人迷惑的是,這也將包括冥王星自己的衛星卡戎。

  太陽系中所有其它衛星都比它們的行星小得多。然而,卡戎的體積幾乎相當於冥王星的一半。所以,在對冥王星軌道和卡戎軌道的數學描述中,這兩個天體看起來實際是彼此環繞的。如果你想讓冥王星繼續留在行星行列,你必須把其它這些天體都包括在內。

  國際天文學聯合會當時決定:太陽系的行星已經足夠多了。他們或許預料到未來人們會就哪些天體可以算作行星發生無窮無盡的爭執。因此,國際天文學聯合會又加入了第三個條件:行星必須是在自己軌道中佔主導地位的天體,這把較小的天體都排除在外,事實上劃出了八大行星。小行星、柯伊伯帶裡的天體都不符合這個要求。冥王星也一樣。它們現在都叫「矮行星」。

  「開除」決定令人震驚

  這公平嗎?正確嗎?那要看你問誰。羅斯中心的沙拉看來很高興把冥王星「開除」。他說:「冥王星是一塊不控制任何東西的冰。它的軌道從屬於海王星的軌道。」失掉發現21世紀第一顆行星這一榮譽的布朗說,他個人感到悲哀,但這是一個正確的科學決定。

  但是,其他人卻認為,這個決定令人震驚。有些人在冥王星身上有既得利益。比如參與「新地平線」號太空探索的學者。今後10年,他們將投身於對「矮」行星的研究。

  令人遺憾的是,就某些事情而言,規模的確重要,比如從國會獲得撥款。至少一位著名天文學家說,「新地平線」號能在幾年以前得到撥款是一種幸運。西南研究所是參與「新地平線」號研究工作的重要機構之一。該研究所的喬爾·帕克說,他認為,美國天文學家不會輕易接受這個投票結果。他還預言,國際天文學聯合會2009年再次開會時或許會出現修正行星定義的行動。他主張給冥王星「特殊的雙重國籍」:即是柯伊伯帶的天體,又是行星,以承認它特定的文化地位。

  換句話說,我們喜歡冥王星。帕克說:「很多孩子喜歡冥王星,因為它有個可愛的名字。」泰裡萊說:「我有兩個孩子,一個6歲,一個9歲,向他們解釋這一點讓人為難,這個行星定義聽起來就像是律師寫的。」但是,行星學會執行會長路易斯·弗裡德曼認為,孩子們不會在意少記一個行星的名字。他預言:「這不會讓學生們煩惱。煩惱的是過去當過學生的我們。」

  如果人們似乎對行星的定義特別關注,原因也許正是我們就居住在這樣一顆星球上。

  8月24日,在捷克首都布拉格舉行的國際天文學聯合會大會對太陽系行星重新下了定義,將原先九大行星之一的冥王星降級為「矮行星」。但據報導,最近有300多名天文學研究人員聯合籤署了一項聲明,對將冥王星降級的行星定義提出質疑。

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