恢復「九大行星」的榮光 研究:把冥王星降級的理由「無效」

by:時穿
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還記得以前人們常說的太陽系「九大行星」到了 2006年,要改口成「八大行星」了嗎?最近有科學家指出,當時提出將冥王星降級成矮行星的其中一個理由不夠有力,希望能讓冥王星恢復太陽系「第九大行星」的名號。

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圖為 2016年3月,美國太空總署(NASA)釋出的冥王星影像。

Photo: NASAs Marshall Space Flight Ce

想成為「行星」  要滿足三點

2006年,國際天文聯合會(International Astronomical Union, IAU)將「行星」定義為:

1. 圍繞著太陽運轉的星體;

2. 這個星體的質量還要夠大,大到它本身的重力可以達到流體靜力平衡(hydrostatic equilibrium),讓它的外觀看起來近似球體;

3. 這個星體還要大到能夠清除公轉軌道上的「鄰居」,讓自己成為軌道上最大的萬有引力來源。

冥王星差第三點

然而,冥王星雖然繞著太陽運轉、外型又近似球體,但冥王星的公轉軌道會遇到海王星,冥王星又位處古柏帶(Kuiper Belt)和不少小型星體共用軌道。

冥王星就因為不符合第 3點,被IAU降級成矮行星,而我們過往常說的「九大行星」也自此改口只剩下「八大」。

最新研究:第三點是無效的

不過,在這之後還是有一些天文學家認為,冥王星就是行星。而在最近,美國中央佛羅里達大學(University of Central Florida)的最新研究指出,當年IAU直指「冥王星不是行星」的第 3點是無效的。

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圖為 2015年7月,美國太空總署新視野號(New Horizons)太空船傳回的照片裡,可以看到冥王星的外圍隱隱發出藍色的光芒

Photo: NASA

200年來只有一份

主持這份研究的行星科學家梅茨格(Philip Metzger)指出,他們回顧了從 1802年至今 200多年來的科學文獻,只有唯一一份研究表示,要成為一顆「行星」就必須滿足它要能夠「清除軌道上其他鄰居」的定義。

再者,當時這份研究得出「行星必須要能清除軌道上鄰居」的結論,還是從推論得來的,而且這份研究的論證過程早已被後人推翻。

衛星也會被叫「行星」

研究團隊還發現,在伽利略(Galileo)之後的科學家們,還經常稱土星的最大衛星「泰坦」(Titan, 又稱土衛六)和木星的木衛二「歐羅巴」(Europa)是行星,但「泰坦」和「歐羅巴」其實都是繞著行星運轉的衛星。

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圖為 2015年7月,NASA新視野號傳回地球的冥衛一「凱倫」(Charon)近照。

路透社

不合規定  但用起來很順

梅茨格說,他們已經列出近代行星科學家們常用「行星」一詞的 100多條例子,這些例子通通都不符合 2006年IAU定義的「行星」。

他解釋道,在這些例子當中,大家雖然知道這並不符合IAU的行星定義,但卻還是這麼用的理由是:「這用起來很順、很實用」。

梅茨格更說,在行星科學上,根本就沒有科學家會把IAU的行星定義應用在他們的研究上,而且行星還是行星科學最核心的研究對象。

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圖為 2015年7月,NASA新視野號拍下的冥王星夜景,NASA替這張照片取名為「月光下的冥王星」。這顆「月亮」實際上是冥王星的衛星「凱倫」。

Photo: NASAs Marshall Space Flight Ce

「這是虛偽的歷史主張」

這份研究的共同作者美國約翰·霍普金斯大學(Johns Hopkins University)行星科學家魯尼恩(Kirby Runyon)表示,從他們的研究當中可以知道,「清除軌道上其他鄰居」不是區分行星和矮行星的準則。

他說:「我們發現這是一個虛偽的歷史主張」、「因此,將這個主張應用在冥王星身上是錯的。」

「行星」定義太草率

梅茨格認為,IAU的行星定義太過草率,IAU不但沒有進一步解釋何謂「清除自己的軌道」,到底要怎麼「清除」、要「清除」什麼都沒有說清楚。而且從字面上來看,世界上根本就不存在任何一顆行星能夠「清除」「自己的軌道」,一個行星如果少了自己的軌道,就沒有辦法公轉。

定義要從不變的性質下起

梅茨格建議,如果要定義什麼才是「行星」,應該要從行星既有的性質,而不是從可以改變的性質下定義。

例如像行星軌道的動力學,「動力學不是恆定的,它唯一不變的一點就是它一直在改變」,「所以這(動力學)不該是對於一個星體的基本描述,這只是一個星體在當下的日常活動」。

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圖為 2015年12月,美國太空總署新視野號太空船傳回的照片裡,可以看到冥王星表面上的水-冰地殼碎塊擠壓在一起,形成伊德里西群山(al-Idrisi mountains)。

路透社

按形成方式區分

梅茨格指出,從綜合文獻的調查當中他們發現,科學界真正開始區分「行星」和其他星體的時間點是 1950年代初期,天文學家古柏(Gerard Kuiper)在論文當中,按照星體形成的方式來定義。

只要大到變成球就夠了

梅茨格等人建議,如果要分類是否是一顆行星,只要從它的大小是否大到可以用自身的重力讓星體變成球型即可。

梅茨格解釋道:「這不是一個很隨便的定義」、「事實證明,這是行星在演化過程中很重要的里程碑,因為當這件事情發生時(變成球體),這能夠開啟行星內部的地質活動。」

梅茨格:冥王星比火星有活力

梅茨格認為,根據IAU的行星定義,「這會漏掉太陽系中第二複雜、有趣的行星」。冥王星有一個地底海洋、大氣層可以分成數層,它又有有機化合物、古代湖泊和數個衛星環繞的證據,「它比火星更有活力和生命力」,「地球是唯一一個比它(冥王星)的地質更複雜的行星」。

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圖為太陽系「八大行星」及其他矮行星的相對位置示意圖,圖中的冥王星被歸類為矮行星。

Photo: NASA

位置才是重點

然而,並不是大家都認同梅茨格的說法。

天文學家辛格爾(Ethan Siegel)認為,冥王星到底是不是行星,這個問題不僅是冥王星能不能自己清除軌道,而是它在太陽系中的位置。

他說:「我們在太陽系中的位置才是讓地球成為行星、但冥王星不是行星的關鍵。如果我們能誠實面對太陽系的行星數量,那麼很明顯地,有八個星體和其他的星體都不一樣。」

性質才重要

天文學家貝提金(Konstantin Batygin)則呼籲,大家應該要停止在術語上的爭吵,而是要關注星體本身的特性,像是它們的質量和軌道。他說:「這些性質才是重要的,而不是我們怎麼樣稱呼它們。」

上線日期:2018/09/12
增修日期:2018/09/12  修正內文


延伸閱讀:《飛了快 10年就等這一刻 新視野號揭開冥王星面紗(7/16更新近距離照)
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參考資料:
01 Pluto should be reclassified as a planet, experts say
02 This New Paper Says Pluto Should Be a Planet After All, And Here's Why
03 Astronomers claim Pluto should be a planet based on new research.
04 Is Pluto a Planet? New Paper Adds to Decade-Long Debate