冥王星:它到底是一顆行星嗎?科學家有不同意見!

2020-12-04 冬哥譜科

這幅效果圖展示了右邊的冥王星從赤道上方的高度看起來會是什麼樣子。

冥王星和木衛一之間的亮星是北極星,它直接懸掛在地球北極上空。

早在2006年,讓許多非科學公眾和一些天文學家感到困惑的是,國際天文聯合會(IAU)決將冥王星踢出了行星行列。

IAU決定,被認為是九顆行星中最遠的行星實際上屬於新的矮行星類別,這一類別還包括穀神星,穀神星是火星和木星之間小行星帶中最大的天體。

正如IAU的B6號決議中解釋的那樣,理由是冥王星只具有IAU認定的行星三個特徵中的兩個:它在圍繞太陽的軌道上,它有足夠的質量來克服剛體引力,使其呈近乎球形,以及它已經清除了軌道周圍的其他物體,這意味著它要麼與附近較小的物體相撞,要麼被俘虜,要麼被趕走。

冥王星未能通過IAU的最後一個標準,因為它與柯伊伯帶的數千個較小的冰狀物體共享軌道,柯伊伯帶距離太陽的距離在45億至74億公裡之間。

IAU的決定是由世界上極少數天文學家和行星科學家投票表決的,是一個有爭議的決定。

哈佛-史密森天體物理中心網站上的一篇文章顯示,在2014年哈佛-史密森天體物理中心發起的一場科學家辯論之後,大多數非專家觀眾投票支持對行星的更簡單定義基本上是:它必須是球形的,圍繞一顆恆星或一顆恆星的殘骸運行。

現在,爭論很可能再次爆發,這要歸功於2019年2月號科學期刊Icarus在線預印的一篇論文,這篇論文的作者是中佛羅裡達大學的行星物理學家菲利普·梅茨格、行星科學研究所所長馬克·賽克斯、領導NASA新地平線冥王星和柯伊伯帶太空探測器任務的行星科學家艾倫·斯特恩,以及約翰·霍普金斯大學的行星地貌學家柯比·魯尼恩。

他們分析了科學家們發表了兩個多世紀的研究,發現除了英國天文學家威廉·赫歇爾爵士在1802年發表的一篇論文外,沒有人談到不共享軌道作為區分行星和小行星的標準。

相反,研究人員發現,在20世紀50年代之前,科學家們經常把小行星描述為行星,「根據新的數據顯示,小行星的地球物理特性與大的、重力作用下的圓形行星不同。」

「因此,我們的結論是,在IAU行星定義爭議期間提出的論點,即行星大小的柯伊伯帶天體應該被歸類為非行星,因為它們共享軌道,這是武斷的,不是基於歷史先例。」他們寫道。

賽克斯在一封電子郵件中解釋說:「如果你從科學文獻中如何使用行星來抽象一個行星的定義,它會是這樣的:『行星是足夠大的物體,它是圓的』——沒有考慮它們在哪裡,也沒有考慮它們的軌道。」

科學家對降級基本不屑一顧。

認為冥王星不是行星的定義是沒有用的,因為科學家們沒有在他們的出版物中使用它,但自伽利略時代以來就存在的定義,也就是大多數行星科學家實際上使用的定義,是非常有用的,我們一直在我們的出版物中使用它。伽利略的定義說,行星是一個像地球一樣的地質複雜的天體。冥王星絕對是一個地質複雜的天體,完全配得上伽利略和行星科學家使用的術語『行星』

此外,梅茨格認為,IAU對行星的定義實際上是倒退了一步,朝著前科學的自然觀邁進了一步。

他解釋說:「人們過去認為這些行星是少數幾個在它們的軌道上統治的神。」

然後科學家們發現太陽系是雜亂無章的,行星並不都繞著太陽轉,它們互相踢來踢去,並與其他物體共享軌道。IAU的定義試圖強調太陽系的組織,說行星是統治它們軌道的少數物體。它傳達了一種錯誤的想法,即組織是太陽系的核心真理。事實上,對於一顆行星來說,清除其軌道的過程是偶然的、不完整的,而且往往是暫時的。

放棄IAU的定義不會僅僅恢復冥王星作為行星的地位。

這將導致包括其他天體-例如2003年的UB313,也被稱為厄裡斯,一個比加州理工學院天文學家邁克·布朗發現的冥王星大25%的柯伊伯帶天體。

「2006年的定義有一個問題,那就是人們對行星的發現失去了興趣,」梅茨格說。

很少有人意識到我們太陽系中有150多顆行星。人們認為,嗯,它們只是像小行星一樣剩下的垃圾,所以它們並不重要。因此,課堂上沒有教授興奮之處,公眾也沒有注意。但它們實際上是像冥王星和卡隆這樣令人驚嘆的行星,而且有150多顆!

冥王星有很多有趣的地方,梅茨格將其描述為太陽系中僅次於地球的第二複雜行星。

魯尼恩說:「冥王星有從山上滑落的冰川。它有一個多層次的大氣層,伴隨著氣候循環。」

「它有落基山脈那麼大的山脈,目前正在修建。它有一個古老的冰湖,有著一條古海岸線。它在冰中有升華坑,其奇妙的圖案表明冰下正在發生對流。它的表面覆蓋著有機分子。有證據表明存在地下海洋。必須有一個熱源來保持海洋的液體。甚至有可能在那個海洋中存在生命。」

在一封電子郵件中,合著者Runyon說,根據「新地平線」號2015年的飛越,關於冥王星還有很多需要了解的地方,部分原因是當時的南半球大部分地區都籠罩在冬季的黑暗中,其他地區的解析度都很低。

他說:「我們也不知道冥王星是否有地下液態海洋。尋找一個磁場,可能是由太陽在那個距離的弱磁場引起的,可以解決這個問題,但我們需要在下一艘太空飛行器上飛行磁力儀才能訪問冥王星。」

除此之外,目前還不清楚冥王星的特徵是不尋常的,還是代表了其他小行星。

或者它們是具有對流冰川、光解沉積、升華驅動的地質、積雪、冰川和河谷、複雜的構造(不一定是板塊構造)等的動態行星?

但梅茨格對IAU會重新考慮其決定不抱希望,「因為它的許多成員已經對此變得固執。這就是為什麼我們不應該在科學上投票。投票會產生偏見。分類是科學的一部分,所以我們不應該允許偏見進入。這就是為什麼就行星的定義進行投票是錯誤的。這本不應該發生。」

參考:

派屈克·J·基格(Patrick J.Kiger)文章

圖片來自網絡

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    它成為了太陽系的第九大行星。從此太陽系九大行星的說法被寫進了教科書,成為了人人皆知的科學常識。但是後來隨著科學家們對冥王星的不斷觀測發現,冥王星的質量非常的小。它並不具備大行星的特性。太陽系只有這8顆大行星嗎?這可不一定。近年來科學家們宣稱他們在遙遠黑暗的太陽系邊緣發現了一些可能存在一顆大行星的跡象。如果這些發現一旦被證實,那麼太陽系又將會重回九大行星的時代了。科學家認為這顆太陽系的「第九大行星」可能存在於太陽系的邊緣附近。這是一顆怎樣的神秘行星呢?
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