冥王星是天體還是行星

龍 夫 樹 英

2009年8月4日，第二十七屆國際天文學(xué)聯(lián)合會在巴西里約熱內(nèi)盧市正式開幕，來自70多個國家和地區(qū)的2 000多名天文學(xué)者出席了本屆大會。在經(jīng)過激烈的討論之后，國際天文學(xué)聯(lián)合會于8月8日上午公布了行星定義決議草案的最終版本。根據(jù)這一決議草案。國際天文學(xué)聯(lián)合會對太陽系行星重新下了定義，將原先九大行星之一的冥王星降級為“矮行星”，太陽系行星數(shù)目由傳統(tǒng)的9顆減為8顆?，F(xiàn)在太陽系的天體包括：八大行星、矮行星和小天體。但據(jù)報道，在會場內(nèi)外有300多名天文學(xué)研究人員聯(lián)合簽署了一項聲明，對于將冥王星降級的行星定義提出質(zhì)疑。

冥王星降級了

還算幸運，克萊德-湯博沒看到冥王星降級的這天。這個1930年發(fā)現(xiàn)太陽系第九顆行星的堪薩斯農(nóng)家男孩于1997年1月離開人世，享年90歲。2006年1月，湯博又一次“離開”這個世界：“新地平線號”太空探測器把他的骨灰送入太空，準備在宇宙中進行長達10年之久的遠程航行后，于2015年將湯博的骨灰撒在冥王星上。

冥王星從發(fā)現(xiàn)到今天，雖然已經(jīng)有76年，可是，目前我們對它仍然知之甚少。艾倫·斯特恩是聞名世界的行星科學(xué)家，也是克萊德·湯博的好友。艾倫說，冥王星“有著許多東西等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)”，“我們甚罕都不知道我們不知道些什么”。但是冥王星距離我們實在太遠了，美國曾在20世紀70年代發(fā)射“先驅(qū)者10號”、“先驅(qū)者ll號”以及“旅行者1號”、“旅行者2號”4顆太空探測器，先后對木星、土星、天王星和海王星進行了探測，但對冥王星的探測卻始終是個空白點。

為了填補這一空白，美國于2006年1月19日發(fā)射了“新地平線號”太空探測器。它是探測冥王星和太陽系更遠區(qū)域的第一顆遠程太空探測器。這顆太空探測器的發(fā)射以及探測成果將從根本上改變我們關(guān)于太陽系的一些看法，為我們提供關(guān)于太陽系如何形成、地球大氣如何產(chǎn)生等一系列重大研究課題的重要線索?！靶碌仄骄€號”的最終目標是在2015年7月抵達冥王星；在2016年2020年間探測柯伊伯帶天體。

但是，就在“新地平線號”經(jīng)過木星后，開始加速穿過小行星帶要在2015年與冥王星相會時，地球上的一群天文學(xué)家卻宣布，它的目的地現(xiàn)在屬于另一類天體·矮行星。湯博96歲的妻子帕特里夏說，湯博生前就知道類似的事情正在醞釀。她還說，如果他活到今天，作為一個科學(xué)家，他能理解這個決定。

地位一直受到懷疑

全世界為什么都對這個遠到幾乎看不見的星球如此關(guān)注?這個由巖石和固態(tài)氮構(gòu)成的小小天體在太陽系如此偏僻的角落，與太陽的距離為48億km，幾乎是地日距離的40倍。自發(fā)現(xiàn)以后的76年間，它運行的距離甚至還不到自身軌道周長的1/3。我們對太陽系的重新認識早在20世紀70年代就開始了。

令人悲哀的事實是，自發(fā)現(xiàn)以來，冥王星的行星地位就一直受到懷疑，這種地位多多少少是錯誤授予的。冥王星是九大行星中體積最小的一個，而且比那8顆行星要小得多。冥王星直徑僅為2300km左右，比地球的衛(wèi)星還小。它的軌道也非常特別，與其他8顆行星運轉(zhuǎn)的軌道有一個角度，它的平均軌道速度只有4.7490km/s，公轉(zhuǎn)周期長達248年197天5.5h。冥王星可能存有生命起源的線索

在羅馬神話中，冥王星是冥界的首領(lǐng)。這顆行星得到這個名字是由于它離太陽太遠，以致于一直沉默在無盡的黑暗之中。根據(jù)最初的計算顯示，冥王星與地球大小相仿，所以稱之為行星并沒有引起科學(xué)家們的爭議。但是，隨著人們了解到更多事實，天文學(xué)家開始質(zhì)疑它是否與其他8顆行星屬于一個類別。有些人甚至想把它稱做“彗星”。彗星體積通常比行星小得多，由冰和塵埃構(gòu)成，在扁心率很高的軌道上圍繞太陽運行。

美國自然歷史博物館羅斯地球和太空中心天體物理學(xué)博物館館長邁克爾·沙拉說：“無論你認為冥王星是不是行星，每位天體物理學(xué)家都在為‘新地平線號的太空之行歡呼。我們從未到過矮行星，它是什么樣的?表面平坦嗎?是像一個冰塊，還是有顯示放射線或火山活動的裂縫?”冥王星的軌道穿越柯伊伯帶，那是一個環(huán)形的巖石帶，就在天文學(xué)家剛剛開始探索的太陽系邊緣。

他們要在那里發(fā)現(xiàn)行星和生命起源的線索。噴氣推進實驗室的行星天文學(xué)家理查德·泰里萊說：“過去，那簡直是不可能發(fā)生的事情。我們生活在地球上，地球有生命，這似乎是許多奇跡，而且是個接一個發(fā)生的?，F(xiàn)在，我們知道，這些情況都非常普通?！?0年來，人類對宇宙認識的最大改變之一就是發(fā)現(xiàn)了其他恒星也有行星圍著運轉(zhuǎn)。鑒于這點，太陽系的形成就格外引人關(guān)注。天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)100多顆這樣的行星，其中有些具有存在生命的可能。

“齊娜”發(fā)現(xiàn)引起爭議

迫使人們討論冥王星地位問題的是2005年加州理工學(xué)院一位名叫邁克·布朗的天文學(xué)家的發(fā)現(xiàn)。自1998年后，布朗和他的同事一直在做湯博20世紀30年代曾做過的事情：反復(fù)拍攝天空的照片，尋找移動的物體。2005年1月的一個早晨，他發(fā)現(xiàn)一個不同尋常的物體。這個物體特別明亮，所在軌道比冥王星還遠得多。沒有任何安裝在地球上的望遠鏡能測量那么遙遠的行星的大小。因此，布朗不得不等待，直到他有機會使用哈勃太空望遠鏡。2009年4月，他有了答案：那個光點的正式名稱為2003UB313，便暫定呢稱為“齊娜”，直徑約為2400km，比冥王星大5％左右。

在20世紀的天文界，“太陽系遠遠不止九大行星”的觀點相當流行。而且，太陽系中不僅有九大行星，還有諸多小行星。而我們現(xiàn)在區(qū)分它們的重要標準之一就是大小。如果冥王星是大行星，那么個頭更大的“齊娜”自然也應(yīng)是大行星。

如此一來，一代人從小到大所熟知的有關(guān)太陽系的說法突然遭到懷疑。布朗發(fā)現(xiàn)的是不是第十顆行星?看起來當然是這樣，否則，冥王星為什么可以稱做行星?而且，柯伊伯帶里還有沒有更多比冥王星還大的天體三它們也叫行星嗎?如果是只比冥王星略小的天體，那該叫什么7這個事件使人們注意到，天文學(xué)家從未確定“行星”的含義。行星定義的三大條件

為此，近幾屆國際天文學(xué)聯(lián)合會不斷提議與爭論：一定要根據(jù)形狀給行星的“身份”設(shè)立一個門檻。行星是由灰塵和巖石積聚而成，且有一定直徑。因此，第一個標準是，行星必須是球形。第二個標準是，行星必須圍繞太陽而不是另一顆行星運轉(zhuǎn)。

根據(jù)這個定義，冥王星和UB313都包括在內(nèi)，但還包括谷神星。1801年谷神星最初被發(fā)現(xiàn)時曾被當做行星。此外，令人迷惑的是，這也將包括冥王星自己的衛(wèi)星卡戎。太陽系中所有其他衛(wèi)星都比它們的行星小得多。然而，卡戎的體積幾乎相當于冥王星的一半以上。所以，在對冥王星軌道和卡戎軌道的數(shù)學(xué)描述中，這兩個

天體看起來實際是彼此環(huán)繞的。如果你想讓冥王星繼續(xù)留在行星行列，你必須把其他這些天體都包括在內(nèi)。

第二十七屆國際天文學(xué)聯(lián)合會正式?jīng)Q定：太陽系的行星已經(jīng)足夠多了。他們或許預(yù)料到未來人們會就哪些天體可以算做行星發(fā)生無窮無盡的爭執(zhí)。因此，新公布的行星定義決議草案的最終版本規(guī)定，行星必須要符合3個條件：必須是該區(qū)域內(nèi)最大的天體：必須有足夠大的質(zhì)量，能依靠自身的重力，通過流體靜力學(xué)平衡，使自身的形狀達到近似球形；天體內(nèi)部不能發(fā)生核聚變反應(yīng)。按照此種方案，太陽系中，目前只確認金星、土星、木星、水星、地球、火星、天王星、海王星8個天體為大行星，冥王星則不在大行星之列。至于小行星與柯伊伯帶里的天體，都不符合這個要求。冥王星也一樣，它們現(xiàn)在都叫“矮行星”。

冥王星應(yīng)有“特殊的雙熏國籍”

“開除”決定令人震驚!這公平嗎?正確嗎?羅斯天文中心的沙拉看來很高興把冥王星“開除”。他說：“冥王星是一塊不控制任何東西的冰。它的軌道從屬于海王星的軌道?！?/p>

但是，還有許多專家與學(xué)者卻認為，這個決定令人震驚也令人不解。特別是參與“新地平線號”太空探索的學(xué)者，今后10多年，他們“第九大行星的研究課題”將降級為對“矮行星”的研究。

令人遺憾的是，就某些事情而言，規(guī)模的確重要。西南研究所是參與“新地平線號”研究工作的重要機構(gòu)之一。該研究所的喬爾·帕克認為，美國天文學(xué)家不會輕易接受“冥王星降為矮行星”這個投票結(jié)果。他還預(yù)言，2012年將在北京主辦的第二十八屆國際天文學(xué)聯(lián)合會時，或許會出現(xiàn)修正行星定義的行動。他主張給冥王星“特殊的雙重國籍”：既是柯伊伯帶的天體，又是行星，以承認它特定的文化地位。

換句話說，我們喜歡冥王星。帕克說：“很多孩子喜歡冥王星，因為它有個可愛的名字?！碧├锶R說：“我有兩個孩子，一個6歲，一個9歲，向他們解釋這一點讓人為難，這個行星定義聽起來就像是律師寫的。”但是，行星學(xué)會執(zhí)行會長路易斯·弗里德曼認為，孩子們不會在意少記一個行星的名字。他預(yù)言：“這不會讓學(xué)生們煩惱，煩惱的是過去當過學(xué)生的我們?！?/p>

如果人們似乎對行星的定義特別關(guān)注，原因也許正是我們就居住在這樣一顆星球上。