为啥冥王星就不是个行星?美国科学家是这么解释的……
花小蜜
太阳系科普精灵
10月14日,NASA科学家在SPACE官网回答了美国受众最关注的一个话题:为啥冥王星要被开除?当初你们用了什么理论?
SPACE
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冥王星凭啥被开除了星籍
Textbooks had to be rewritten. Members of the public were outraged. Our understanding of the solar system itself was forever changed on Aug. 24, 2006, when researchers at the International Astronomical Union (IAU) voted to reclassify Pluto, changing its status from a planet to a dwarf planet — a relegation that was largely seen as a demotion and which continues to have reverberations to this day.
课本必须重写。公众感到愤怒。当2006年8月24日,国际天文学联合会(IAU)的研究人员投票决定将冥王星踢出去时,我们对太阳系本身的理解发生了永久性的变化,冥王星的地位从一颗大行星转变为一颗矮行星——这一变动在很大程度上被视为降级行为,至今仍在产生社会反响。
Today, the debate about Pluto exposes difficulties in the definition of "planet." The IAU defines a planet as a celestial body orbiting the sun, with a nearly spherical appearance, and that has (for the most part) cleared debris from its orbital neighborhood. But even this set of metrics is not universally agreed upon.
今天,关于冥王星的辩论暴露了“行星”定义的艰难。国际天文学联合会将行星定义为围绕太阳运行的天体,其外观接近球形,并且(在很大程度上)已从其轨道附近清除了天体碎片。但即使是这组指标,也没有得到学界普遍同意。
Earth, and even Jupiter, have not cleared many asteroids from their orbital regions despite their large size. Moreover, there are small worlds that are circular and that orbit the sun and yet are not considered planets, such as Ceres.
连我们的地球,甚至是木星,都没有从轨道区域清除许多小行星,尽管它们体积很大。此外,还有一些小星球也是圆形的,围绕太阳运行,但不被认为是行星,如谷神星。
伊丽莎白·豪厄尔博士,自2022年以来一直是NASA航天频道的专业撰稿人,也是美国《太空》的特约撰稿人。在那之前的10年里。她曾报道过美国在整个太阳系及其以外的太空任务,包括“新地平线”计划。现在由她来解释美国科学界对冥王星的立场:
冥王星所谓的行星地位降级引发了更大的问题,即如何定义太阳系中的任何天体,甚至更广泛地定义太空中的任何对象。它表明,科学界有时无法将物体划分为简单的类别。因为,如果行星的定义再次扩大,我们就不清楚如何评估围绕太阳的众多非圆形的物体了。这甚至可能会对小行星带产生疑问,因为火星和木星之间有一条巨大的小天体带。或者,如果一个行星以某种方式分裂成碎片,在学界会发生什么?
尽管如此,由于冥王星的争论发生在将近20年前,许多人仍然不太理解所有科学界的大惊小怪,也不太明白为什么冥王星被从行星位置上踢了下来。但太阳系从九大行星转变为八大行星(至少按照国际天文学联合会的标准定义)是一个漫长的过程,它有助于概括科学的最大优势之一,即根据新的证据改变看似坚定的定义的能力。
单词planet(英语)可以追溯到遥远古代,源于希腊单词“planetes”,意思是“游荡的星星”。五颗经典行星——水星、金星、火星、木星和土星——人类肉眼可见,与离我们较远的恒星相比,可以看到它们在天空中以奇怪的路径移动。
望远镜出现后,天文学家发现了两颗新行星,天王星和海王星,这些行星的光太微弱,肉眼无法识别(请注意,“行星”的定义遵循了国际天文学联合会或IAU社区定义所依据的希腊罗马传统。行星的名称因文化而异,在古代,肉眼观察到行星的人遍布世界各地。)
当天文学家发现谷神星(今天被认为是一颗矮行星)时,他们最初将其归类为当今科学界的“行星”。但随着进一步测量显示,它比当时所见过的其他行星都要小,这种情况开始发生变化。最终,谷神星被归为一组岩石体,称为“小行星”,仅在(火木)小行星带中,我们就知道其中数十万颗。
1930年,当亚利桑那州洛厄尔天文台的天文学家克莱德·汤博(Clyde Tombaugh)在不同的夜晚比较天空的照相底片时,发现了冥王星,并将其归类为行星(注意,IAU是在1919年形成的),并注意到在恒星背景下来回漂移的一个小点。然而,太阳系家族的最新候选人很快就被认为是个怪胎。
它的轨道非常偏心,或者说距离圆形很遥远,在248年的旅程中,它的位置实际上比海王星更接近太阳。它的公转面也倾斜于(八大行星)黄道面,黄道面是其他太阳系行星环绕的平面。
1992年,科学家们发现了第一个柯伊伯带天体,即1992年的QB1,这是一个在冥王星附近和海王星轨道之外的微小天体。很快又发现了更多这样的天体,揭示出一条小型冰冻星球带,类似于火星和木星之间的小行星带。冥王星仍然是这个地区的国王,但在2005年7月,天文学家发现了遥远的天体厄里斯,起初人们认为它比冥王星还要大。
研究人员不得不问自己如下问题:如果冥王星是一颗大行星,那么这是否意味着厄里斯也是一颗大行星?那么柯伊伯带上的其他冰星球,或者小行星带上较小的天体呢该怎么算?将一个天体归类为行星的红线到底在哪里?一个看似直截了当、简单易懂的单词,突然变得异常狡猾难懂。
随后,天文学界进行了激烈的辩论,提出了许多关于行星定义的新建议。
IAU执行委员会成员布莱恩·马斯登(Brian Marsden)在接受《太空》杂志采访时表示:“每当我们认为我们中的一些人正在达成共识时,就会有人说一些话来清楚地表明我们没有达成共识。”这是在2005年。
一年后,天文学家们还没有接近出台解决方案,这一困境就像乌云笼罩着2006年在布拉格举行的IAU大会。在大会上,全球科学家经历了八天的激烈争论,提出了四个不同的建议。一个有争议的建议,可能会使太阳系中的行星总数达到12个,包括最大的小行星谷神星和冥王星的伴侣卡戎星。
厄里斯星的发现者、加州理工学院的天文学家迈克·布朗告诉Space,这个建议简直“一团糟”。
布拉格会议接近尾声时,424名天文学家投票决定为太阳系中的物体创建三个新类别。从那时起,只有水星到海王星的世界才会被视为大行星世界。此后,冥王星及其与其他天体轨道相似的较大天体被称为矮行星。所有其他围绕太阳运行的物体都被称为太阳系小天体(small solar system bodies)
但一批专业人员并没有轻率地做出决定。“我为天文学感到尴尬,”阿兰·斯特恩(Alan Stern)告诉《太空》,他是NASA“新地平线”任务的负责人,该任务于2015年飞越冥王星。他补充道,在全球10000名天文学家中,只有不到5%的人参加了那场可笑的投票。
新地平线号飞船是行星辩论中的一个重要转折点,因为它迅速飞越冥王星,摄影显示出一个远比任何人想象的、更具活力的冥王星世界。因为,这个巨大星球有大山、丰富的陨石坑和地表流动的液体……很多迹象都表明,自形成以来,冥王星世界经历了巨大的地质变化。
就在这个基础上,像斯特恩这样的人会说,冥王星应该被视为一颗大行星,因为它是一个有机的地方,一个不太安静的世界,只有陨石的撞击才会干扰它的表面活动。
冥王星的卡戎星的视图也显示了一个非常有生机的地方,包括其极点上的一个红色帽子,它似乎会随着太阳系中遥远地区缓慢的季节变化而改变外观。值得注意的是,冥王星拥有几个显著的卫星,而水星和金星这两颗所谓成熟的行星则没有。(许多小行星和矮行星也有卫星,这使得行星的定义更加复杂。)
美国受众中的许多名人都有这样的观点。2014年,在新视野号飞越太阳系之前不久,马萨诸塞州剑桥市哈佛与史密森天体物理中心(CfA)的专家就行星的不同定义进行了辩论:
“主持IAU行星定义委员会的科学历史学家欧文·金格里奇断言,行星是一个随时间而变化的文化定义词。但观看CfA辩论的观众,却压倒性地选择了另一个参与者的定义,这将使冥王星能够重新回到行星界。
替代分类方案继续出现。2017年的一项提案,将行星定义为“空间中比恒星小的圆形物体”。这将使冥王星再次成为一颗行星,但这将对地球的月球以及太阳系中的许多其他卫星产生同样的影响,使官方认可的太阳系行星总数达到110个。
一年后,斯特恩与行星科学家大卫·格林斯彭(David Grinspoon)一起,在《华盛顿邮报》发表了一篇评论文章,认为国际天文学联合会的定义是“草率的”和“有缺陷的”,天文学家应该重新考虑他们的观点。
果然,在美国国内,关于冥王星的定义都还没有共识,而全世界10000天文学家中,跑去表决的只有400人。一些人,却忙着改教科书,确实挺有意思的……真不知道他们是利益驱使,还是觉得改课本很好玩
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