世界天文學(xué)界多年爭論塵埃落定,冥王星被逐出行星家族,太陽系只剩八大行星。
2006年8月24日國際天文學(xué)聯(lián)合會大會在布拉格通過關(guān)于太陽系行星的新定義,決定冥王星將不再被定義為行星。這樣,太陽系家族只剩下水星、金星、地球、火星、術(shù)星、土星、天王星和海王星8名“傳統(tǒng)”成員。
一、天、海、冥三星的發(fā)現(xiàn)
1609年,伽利略將望遠鏡指向天空,開啟了現(xiàn)代天文學(xué)時代。1781年3月13日,英國天文學(xué)家赫歇爾注意到了雙子座中的一個天體,最終確認它是一顆行星。它以希臘神話中天空之神烏刺諾斯命名,中文稱為天王星。
發(fā)現(xiàn)天王星后不久,人們就計算出了它的軌道,卻發(fā)現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)與理論預(yù)測的總有差異,英國利學(xué)家亞當斯和法國科學(xué)家勒威耶分別提出,這可能是因為還有一顆未知的行星,它的引力導(dǎo)致天王星軌道出現(xiàn)偏差。他們還計算出了未知行星應(yīng)該在什么地方。
1846年9月23日,德國天文學(xué)家伽勒,在預(yù)測的位置上找到了一顆新行星。這顆行星的顏色好像海水,因而以海洋之神尼普頓命名,中文稱為海王星。海王星的引力部分解釋了天王星軌道的誤差,但不能完全解決問題,天文學(xué)家相信海王星軌道之外還存在一顆未知行星。
但這顆神秘行星太遠太暗了,經(jīng)過幾代人近一個世紀的努力,它才干1930年2月18日出現(xiàn)在美國天文學(xué)家湯博的視野里。這顆遠離太陽光輝的星星被賦予了地獄之神普盧托的名字,中文稱為冥王星。至此,“太陽系九大行星”的格局形成。
二、柯伊伯帶天體的挑戰(zhàn)
然而冥王星是一個異類。它個頭太小,軌道太扁,而且軌道平面相對于地球軌道平面有很大的傾斜,而不像其他行星軌道基本上與地球軌道位于同一平面中。這些特征使其行星地位相當不穩(wěn)定,總是有人認為應(yīng)該把它開除出行星家族。近幾十年來陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的許多柯伊伯帶天體,使這個問題進一步激化。
柯伊伯帶是太陽系外圍的一個區(qū)域,那里有許多小天體繞太陽運行,可能是太陽系早期物質(zhì)形成行星之后的剩余材料。第一個柯伊伯帶天體于1992年被發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在其家族成員已經(jīng)增加到幾百個。
從2000年起,柯伊伯帶天體直徑最大記錄不斷被刷新。2005年7月,昵稱齊娜的“2003UB313”被介紹給公眾,它是70多年來首次在太陽系內(nèi)發(fā)現(xiàn)的比冥王星更大的天體。這是推動行星概念被重新定義的決定性發(fā)現(xiàn):事情已經(jīng)到了非解決不可的程度。
三、提出新的行星概念
在本屆國際天文學(xué)聯(lián)合會大會上,國際天文學(xué)聯(lián)合會下屬的行星定義委員會提出了新的行星概念,意在解決近年來新的天文發(fā)現(xiàn)和傳統(tǒng)概念之間的矛盾。他們提出的新的行星定義包括兩點:一是行星必須是圍繞恒星運轉(zhuǎn)的天體;二是行星的質(zhì)量必須足夠大,它自身的重力必須和構(gòu)成行星物質(zhì)的表面力平衡使其形狀呈圓球。一般來說,行星的直徑必須在800公里以上,質(zhì)量必須在50億億噸以上。
在這個概念下,不僅“九大行星”保持了自己的地位,新的天體“2003UB313”也獲得了行星的稱號,甚至原先被定義為小行星的谷神星和被定義為冥王星衛(wèi)星的“卡戎”也“榮升”為行星。行星定義委員會說.如果以后還發(fā)現(xiàn)新的符合標準的天體,那它們也可以被定為行星。
四、新定義增加了爭論
這個概念似乎是“皆大歡喜”,但天文學(xué)界并不完全信服。曾發(fā)現(xiàn)“2003UB313”的布朗在個人網(wǎng)站上就提出,所謂“800公里直徑”的標準只是對石質(zhì)天體而言,在柯伊伯帶還有許多冰雪構(gòu)成、圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的天體,它們只要有400公里直徑就足以維持圓球外形,如果按照新的行星標準,那么太陽系就會至少有53顆行星。
五、決議草案最終版本
經(jīng)過激烈的討論之后,國際天文學(xué)聯(lián)合會大會8月24日上午公布了行星定義決議草案的最終版本。最新的草案將行星定義范圍限制在太陽系之內(nèi)。
最終版本規(guī)定,行星指的是圍繞太陽運轉(zhuǎn)、自身引力足以克服其剛體力而使天體呈圓球狀并且能夠清除其軌道附近其他物體的天體。這些天體包括水星、金星、地球、火星、術(shù)星、土星、天王星和海王星,它們都是在1900年以前被發(fā)現(xiàn)的。
而同樣具有足夠質(zhì)量、呈圓球形,但不能清除其軌道附近其他物體的天體稱為矮行星,冥王星是一顆矮行星。其他圍繞太陽運轉(zhuǎn)但不符合上述條件的物體被統(tǒng)稱為太陽系小天體。
六、最后的表決
根據(jù)會議安排,大會于8月24日當?shù)貢r間14時列行星定義決議草案進行投票表決。2500多名來自世界各國的天文學(xué)家投票通過,確認太陽系只有8顆行星,冥王星遭到“降級”。從此,冥王星這個游走在太陽系邊緣的天體,將只能與其他一些差不多大的“兄弟姐妹”一道,被稱為矮行星。
(選自《文匯報》,有刪節(jié),向日葵工作室/圖)