冥王星被踢出九大行星，已經(jīng)是12年前的事兒了，但是天文界還在為冥王星的“行星”地位“做努力”。 自1930年被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，冥王星就被認(rèn)為是太陽(yáng)系的第九大行星。此后近半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間內(nèi)，它是人類在海王星外發(fā)現(xiàn)的唯一的一顆太陽(yáng)系天體。 過(guò)對(duì)比這兩張照片，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了冥王星（箭頭處）。圖片來(lái)源：洛厄爾天文臺(tái) 因此，冥王星就和其他8顆行星一起，并稱為太陽(yáng)系九大行星了。不過(guò)，因?yàn)榕琶┪?，又那么孤?dú)，冥王星得到了很多人的偏愛。 在冥王星被發(fā)現(xiàn)的76年后，天文學(xué)家把冥王星降級(jí)成了矮行星，與谷神星小行星，以及柯伊伯帶中的其他一些天體并列。太陽(yáng)系的行星數(shù)量從此減少到了8顆。 太陽(yáng)系行星數(shù)量被降為8顆，而紅色標(biāo)記的為冥王星，它被降級(jí)為矮行星。圖片來(lái)源：NASA 然而，大家對(duì)冥王星的熱愛卻只增不減。2017年，一組科學(xué)家提出了新的行星定義，或許能讓冥王星重新回到行星行列。這一定義得到了行星科學(xué)家阿蘭·斯特恩和戴維·格林斯彭的支持。他們出版了一本新書，講述了新視野號(hào)探測(cè)任務(wù)和“行星”冥王星的故事。 所以，這場(chǎng)關(guān)于行星定義的討論是怎么展開的呢，接著往下讀。 行星新定義，冥王星降級(jí) 隨著人類在太陽(yáng)系外圍發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多的天體，從前對(duì)行星的定義因此受到了沖擊。在許多其他恒星周圍也發(fā)現(xiàn)了越來(lái)越多的新世界。那些天體全都是行星嗎？一部分是？抑或全都不是？ 2006年，國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)（IAU）做了一件前所未有的事情，對(duì)“行星”這個(gè)天文學(xué)最古老的術(shù)語(yǔ)之一，進(jìn)行了科學(xué)上的定義。新的定義一經(jīng)提出，立刻引發(fā)了巨大爭(zhēng)議，而事實(shí)證明，這個(gè)定義還不夠充分。 IAU對(duì)行星的定義如下：1. 一顆行星必須有足夠大的質(zhì)量，它的重力能夠讓自身保持流體靜力學(xué)平衡：如果它不旋轉(zhuǎn)，則為圓球形；如果旋轉(zhuǎn)，則為橢球形。 2. 一顆行星必須圍繞太陽(yáng)而非其他天體運(yùn)行。（所以，地球是行星，而月球不是。） 3. 一顆行星必須能夠清空自己的軌道，意味著在相同的軌道距離內(nèi)不存在其他質(zhì)量相對(duì)較大的天體。（于是，火星是行星，但小行星和柯伊伯帶天體不是。） 按照這個(gè)定義，太陽(yáng)系的行星數(shù)量被正式降為8顆，冥王星離開了行星之列。 對(duì)于研究太陽(yáng)系的天文學(xué)家來(lái)說(shuō)，這樣很好。這8顆行星，它們有著相似的形成過(guò)程；對(duì)太陽(yáng)和其他天體的運(yùn)行影響更大；反射的陽(yáng)光比其他天體更多；在太陽(yáng)系內(nèi)擁有自己的引力范圍。從許多角度來(lái)講，8顆行星剛剛好。 不過(guò)，有3個(gè)群體反對(duì)這個(gè)定義：系外行星天文學(xué)家、星系天文學(xué)家和行星科學(xué)家。 反對(duì)定義的聲音 系外行星科學(xué)家提出質(zhì)疑，為什么圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的天體可以被歸類為行星，而圍繞其他恒星的就不行？這是個(gè)頗有說(shuō)服力的反對(duì)意見。 有人提出解釋，因?yàn)槲覀儫o(wú)法從遙遠(yuǎn)的距離確定一顆系外行星能否清空軌道。 但是，這個(gè)理由在2006年或許能夠成立，現(xiàn)如今是不可能了。因?yàn)樵?015年，這個(gè)理由就被推翻了：美國(guó)加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校的讓-呂克·馬戈特教授他設(shè)計(jì)了一個(gè)通用的行星測(cè)試，不需要派遣探測(cè)器，只要掌握以下3個(gè)參數(shù)。 參數(shù)1：行星的質(zhì)量參數(shù)2：距恒星的軌道距離或公轉(zhuǎn)周期參數(shù)3：該行星系統(tǒng)的形成時(shí)間 用3個(gè)參數(shù)來(lái)確定一個(gè)天體是否滿足IAU的定義，精確度超過(guò)99%。 很明顯，太陽(yáng)系的8顆行星都能通過(guò)這項(xiàng)測(cè)試，而小行星和柯伊伯帶天體出局了。 馬戈特提出的通用行星測(cè)試，冥王星并不能滿足條件。圖片來(lái)源：Margot (2015) 除了系外行星科學(xué)家，還有星系天文學(xué)家反對(duì)行星的定義。 他們的理由則是，流浪行星又該如何定義？它們沒有可以環(huán)繞的母恒星，可能是天生如此，也可能是從一個(gè)行星系統(tǒng)中被“踢”出來(lái)的。這樣的天體，為什么不像行星呢？ 流浪行星可能有不同的形成原因，但這樣的天體算是行星嗎？圖片來(lái)源：Christine Pulliam / David Aguilar / CfA 但是，在天文學(xué)中，位置幾乎意味著一切，就像房地產(chǎn)一樣。 如果把水星換到木星的軌道上，因?yàn)橐μ。怯肋h(yuǎn)也無(wú)法清空軌道，也就無(wú)法獲得行星的地位。而一顆比水星小得多的天體，如果位于一顆紅矮星附近，卻有可能成為行星。而我們的地球，如果位于太陽(yáng)系外圍的奧爾特云附近，也會(huì)被排除出行星的隊(duì)伍。 但是有科學(xué)家反對(duì)，他們認(rèn)為，應(yīng)該忽略“行星處于什么位置”這個(gè)問題。如果一個(gè)天體有足夠大的重力，能夠保持流體靜力學(xué)平衡狀態(tài)，那么他們就認(rèn)為它是一顆行星。 但是，不考慮位置來(lái)定義行星，太陽(yáng)系中直徑不到10000千米的天體中，行星并非只有兩顆（水星和火星），而是有109顆。太陽(yáng)系內(nèi)的行星總數(shù)將上升到115顆，目前的19顆衛(wèi)星、1顆小行星和海王星外的87顆天體都將加入這一行列。未來(lái)，隨著我們?cè)诳乱敛畮А浬⒈P以及奧爾特云中發(fā)現(xiàn)更多天體，這個(gè)數(shù)字還將進(jìn)一步上升，也許可以達(dá)到成千上萬(wàn)。 矮行星冥王星。圖片來(lái)源:space.com 所以，應(yīng)該如何看待這種對(duì)行星的定義呢？ 一方面，他們提出的觀點(diǎn)不無(wú)道理。當(dāng)我們討論天體的地質(zhì)、大氣和星球物理特性時(shí)，我們確實(shí)都把它們稱為行星，并將研究這些天體的領(lǐng)域稱為行星科學(xué)。 在討論一顆天體上的氧氣含量、地殼、化學(xué)構(gòu)成及可居住性時(shí)，我們把這些這些物理量稱為“行星性質(zhì)”。 新視野號(hào)探測(cè)器所拍攝的冥王星大氣層。圖片來(lái)源：NASA 就拿冥王星來(lái)說(shuō)，我們知道它有云，有雪，有天氣過(guò)程，有山脈和峽谷，有地層，甚至可能有地下海洋。它有5顆衛(wèi)星；沿著一個(gè)軸自轉(zhuǎn)；它有白天黑夜，也有季節(jié)變換。如果忽略它的天文位置，你當(dāng)然會(huì)稱它為一顆行星。 但另一方面，要把冥王星當(dāng)作一顆行星，你就必須忽略所有的天文學(xué)因素。 思考一個(gè)問題：一顆天體到底是不是行星，應(yīng)該由它在太陽(yáng)系中的位置決定，還是應(yīng)該由它的內(nèi)在屬性決定？ 話句話說(shuō)，我們是否應(yīng)該完全忽略行星與太陽(yáng)系、與恒星之間的關(guān)聯(lián)，完全忽略它們的形成過(guò)程和彼此間的引力互動(dòng)？要知道，一直以來(lái)，正是這些關(guān)聯(lián)增進(jìn)了我們對(duì)它們的了解，并讓我們對(duì)它們充滿了好奇。 定義行星，為了科學(xué)的完整性 僅僅因?yàn)椴荒芊Q之為“行星”，不能說(shuō)明我們對(duì)冥王星（或者小行星、彗星、衛(wèi)星和太陽(yáng)系外圍的其他天體）不再有很大的興趣。 而且，不是還有冥王星仙子呢。 冥王星仙子。圖片來(lái)源：美少女戰(zhàn)士 這只是關(guān)于行星的定義在完善的過(guò)程。事實(shí)很簡(jiǎn)單，在首次發(fā)現(xiàn)冥王星的時(shí)候，它被錯(cuò)誤地歸類了。它和其他8顆行星從來(lái)就沒什么相似之處。IAU在2006年的決議是對(duì)這一錯(cuò)誤的修正，只不過(guò)這次嘗試并不完善。 但是，行星科學(xué)家科爾比·魯尼恩、阿蘭·斯特恩及其他一些人，他們卻正在朝相反的方向努力，這將導(dǎo)致更大、更混亂的錯(cuò)誤，讓行星的定義對(duì)大多數(shù)使用它的人來(lái)說(shuō)變得毫無(wú)意義。 為了讓冥王星重回行星行列，有些人不顧一切，甚至愿意降低門檻，讓每一顆質(zhì)量大到足夠圓的衛(wèi)星、小行星甚至冰球都成為行星。甚至，只要有足夠的重量，任何天體都可以被稱為行星。 但是，我們不同意。我們認(rèn)為，一個(gè)天體屬于哪一類，與它在宇宙中的位置脫不了干系。宇宙里沒有什么東西獨(dú)立存在于真空中，無(wú)論是行星、衛(wèi)星、小行星、彗星、柯伊伯帶天體還是奧爾特云天體，它們的位置決定了其大部分屬性。在行星科學(xué)領(lǐng)域中，和大多數(shù)情況一樣，完整的科學(xué)故事遠(yuǎn)比武斷的定義要有意思得多。