為什麼冥王星不再被視為行星了,反而被降級為了矮行星?

2020-12-03 天文在線

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自1930年被發現以來,冥王星有很多問題都令人困惑:

它比其他太陽系的行星都小,甚至比月亮更小。

它的密度和巖石結構像陸地行星,如水星,金星,地球和火星。

圖解:從極面看冥王星軌道。此視角顯示冥王星的軌道(紅色)比海王星軌道(藍色)離心率更高、冥王星有時比海王星更靠近太陽。深色部分表示該段軌道穿過黃道面進入黃道下方。

但是,最鄰近它的行星卻是氣體類木行星(如木星,土星,天王星和海王星)。因為這個原因,很多科學家認為冥王星是被太陽系捕獲的天外來客。而另外一些天文學家曾經建立了冥王星為海王星衛星的理論。

圖解:地球、月球、冥王星(左下)的比較。冥王星的體積是地球的0.6%

冥王星的公轉軌道奇特。太陽系其他的行星的公轉軌道都近似在一個平面上,然而冥王星的公轉軌道和這個平面有17度的傾斜角。而且冥王星有著異常扁的橢圓軌道,還與海王星的公轉軌道有交叉。

其衛星冥衛一有大約其大小的一半。有些天文學家認為兩個天體應該被視為雙星系統而不是行星與其衛星。

圖解:畫家筆下從冥王星的細小衛星表面遠眺冥王星及冥衛一

所以很長一段時間人們都在爭論冥王星到底是不是行星。2006年的8月24號,國際天文學聯合會(一個官方的天文學組織)投票通過了兩個有關冥王星的決議。第一個決議是5A決議,其定義了行星要符合的條件。雖然很多人認為行星的定義是想當然的,但是天文領域從未給過清晰的定義來區分如何判定一個天體是不是行星。

圖解:冥王星大氣與地面,諾蓋山脈(左側前景)、希拉蕊山脈(左側天際線)以及史波尼克高原(右側)的景象。 鄰近日落時分可見大氣中瀰漫著層層疊疊的煙霧。

而冥王星則不符合上述第三條行星標準。

國際天文學聯合會進一步決議通過冥王星應該歸入矮行星(dwarf planet)之列,而且可以作為尚未命名的一類海王星外天體的原形。

決議5A給出了行星的定義:

一個天體為行星的條件為(1)繞太陽公轉(2)有足夠的質量以形成自身引力用以克服固體應力以達到流體靜力平衡的近似球體的形狀(3)已經清空其軌道附近區域的天體。

圖解:來自新視野號的球面馬賽克圖像 (2015年9月10日發布)

冥王星相對的球形且繞太陽公轉。但是它不滿足上述標準,因為它的軌道穿越過了海王星的軌道。標準批評者提出太陽系裡的其他行星包括地球,也沒有清除其軌道上的天體。比如地球,定期的與小行星相遇或者有小行星靠近其軌道。

圖解:新視野號所見的冥王星(赤道地區附近,2015年7月14日)。

5A決議也確立了兩個環繞太陽的天體分類:矮行星和太陽系小天體。根據決議,一個矮行星是:

一個天體:(1)繞太陽公轉(2)有足夠的質量以形成自身引力用以克服固體應力以達到流體靜力平衡的近似球體的形狀(3)沒有能力清除其軌道附近區域的天體。(4)不是人造衛星。

圖解:國際天文學聯合會認可的矮行星加上月球和冥衛一的質量比。鳥神星的質量是概略估計。

太陽系小天體是既不歸類為行星也不歸類為矮行星。另外一個決議6A也提及了冥王星並把它歸類為矮行星。

並不是所有的天文學家都贊成決議5A和6A。批評者指出使用矮行星這個術語去定義非行星天體會令人感到困惑甚至更容易產生誤導一些天文學家也質疑決議的有效性,因為只有相對少數的專業天文學家有能力或者機會去投票。

圖解:最大海王星外天體的相對大小、反照率及顏色示意圖

以下列出環繞太陽的天體按照兩個決議的分類結果:

行星:水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星,海王星

矮行星:冥王星,穀神星(一個在火星和木星之間的小行星帶的天體),2003 UB313(一個比冥王星離太陽還要遠的天體)

太陽系小天體:一切其他的天體,包括小行星和彗星。

相關天文知識

冥王星(小行星編號:134340 冥王星)是位於遠離海王星的柯伊伯帶的一顆矮行星。它是第一顆也是最大一顆在柯伊伯帶發現的類冥王星天體。

圖解:由新視野號拍攝到的冥王星真實色彩照片,攝於2015年7月

克萊德·湯博在1930年發現了作為天陽系的第九大行星冥王星。1992年之後,人們在柯伊伯帶發現了很多和冥王星體型差不多的星體並開始質疑冥王星作為行星的地位。在2005年,鬩神星,一顆比冥王星更重27%的天體在分散盤被發現。基於這一原因,2006年國際天文學組織在其第26屆全體會議上正式定義了術語「行星」。這個定義將冥王星排除在了行星之外並將其重新分類為矮行星。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3.science-雲

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