得克萨斯州伍德兰兹——国际天文学联合会 (IAU) 投票正式将冥王星重新归类为“矮行星”已经十多年了,但科学家和公众仍在激烈争论这一决定。一些冥王星完全行星地位的坚定支持者正在重新呼吁国际天文学联合会推翻冥王星的降级决定。他们的反对者坚持认为该决定应该维持不变。
其他人——也许是沉默的大多数——则带着矛盾的心情(即使不是完全厌恶)观看他们更热情的同行大声地公开争论命名法。上周,在第 48 届月球与行星科学会议 (LPSC) 上可以找到所有这三个阵营的人,该会议是全球最负盛名的空间科学家聚会之一。
无论人们如何称呼它,毫无疑问,我们在 2015 年通过美国宇航局的“新视野号”探测器飞掠首次近距离观察冥王星,重新点燃了关于这个著名天体在太阳系中地位的争论。冥王星拥有五颗卫星、冰山山脉、冰川季节和低温大气层,其冰冷的美丽和复杂性可以与环绕太阳运行的任何其他世界相媲美。然而,这些令人惊讶、大开眼界的细节是否会导致冥王星重获行星地位,还有待观察。
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应该有上百颗行星吗?
冥王星被降级不是因为它不够美丽,而是因为它未能符合国际天文学联合会修订的行星定义。根据该组织 2006 年的决定,行星必须:绕太阳运行;足够大,使其自身引力足以将其拉成球状;并清除其轨道上大部分的笨重碎片。冥王星符合前两个标准——足以被归类为矮行星——但有争议地未能满足第三个标准,因为它的轨道附近充满了其他大型冰冻天体。如果放宽第三个标准,那么许多这些天体也将有资格成为行星,从而大大增加太阳系的行星数量。
在月球与行星科学会议的会议室和展区,数百张海报像科学展览会一样张贴在那里,其中一张海报以一种新的定义挑战了国际天文学联合会的行星概念,该定义更多地基于地球物理学,而不是轨道力学。其主要作者是柯比·鲁尼恩,他是约翰·霍普金斯大学行星地质学博士候选人,也是“新视野号”任务地质团队的成员。
鲁尼恩的观点是,“行星”是任何亚恒星质量的天体,其自身引力足以使其呈现球状,而与其轨道无关。他在月球与行星科学会议上发布的海报摘要部分指出:“对动力学研究感兴趣的天文学家可能会发现国际天文学联合会的定义非常有用。然而,许多行星科学家与地球科学密切相关。因此,我们的地球物理定义对行星地球科学从业者、教育工作者和学生更有用。”鲁尼恩认为,该定义还可以提高普通大众的科学素养。
除了冥王星之外,鲁尼恩的定义还将把行星地位赋予其他公认的矮行星,如巨型小行星谷神星,以及“卫星行星”,包括冥王星的卫星卡戎、木星和土星最大的卫星,甚至地球的卫星。因此,这个新定义将为我们的太阳系至少增加 110 颗已知的行星。鲁尼恩补充说,随着天文学家在柯伊伯带(一个盘状空间区域,向外延伸超过海王星轨道,容纳了冥王星以及数十万个其他冰冷世界)中发现更多天体,这个数字还会上升。
新边疆的旧规则
鲁尼恩在月球与行星科学会议上提出的重新定义收到了褒贬不一的评价。“我的观点很简单,”美国宇航局总部行星科学部主任詹姆斯·格林说。“美国宇航局不在乎命名法。在用‘新视野号’飞掠观测到冥王星之后,我只能说它比我能想象的还要迷人!”
布朗大学行星科学教授卡尔·彼得斯说,“新视野号”飞掠冥王星并传回令人惊叹的近距离图像,这预示着未来的发展。该探测器计划在 2019 年与第二个、更小的柯伊伯带天体相遇。回到地球上,天文学家一直在忙于将新的天体添加到他们的目录中。彼得斯说,随着这些努力揭开我们太阳系中一个基本上未探索区域的面纱,新的发现可能会迫使人们重新评估过时的旧定义。
彼得斯说,来自近地天体的启示已经为关于国际天文学联合会定义的激烈辩论增添了更多燃料。她指出,美国宇航局的“黎明号”探测器正在传回谷神星的图像——谷神星是一个球状的、得克萨斯州大小的岩石和冰块,是火星和木星之间小行星带中最大的天体。“它是另一颗矮行星,一个正在经历行星过程的行星天体。冥王星也做了同样的事情,”她说。因此,如果一个天体足够大,能够经历行星过程,例如熔融核心的形成、持续的火山活动,甚至形成相当大的大气层,那么你将如何标记它呢?“将这些较小的行星天体称为‘矮行星’在某种程度上是一个很好的折衷方案,”彼得斯说。
行星“科学”
如果你问安德鲁·郑关于冥王星地位下降的问题,你会得到不同的看法。郑是约翰·霍普金斯大学应用物理实验室空间部门的首席科学家,他对冥王星被降级感到毫不掩饰的愤怒。“我认为最初要求科学界制定一个科学定义,以便仔细地将八个天体包括在内,并将冥王星排除在外,这是一个错误的决定,”郑说。“我的立场是,行星的定义根本不是一个科学问题……它根本不应该被完成。”
郑说,一个物体是否被认为是行星是一个社会习俗问题,而不是科学问题。他认为询问冥王星是否是行星类似于质疑地球上什么是大陆。“有七大洲……澳大利亚算一个,但格陵兰岛不算。这有充分的科学理由吗?不,这只是一种习俗。行星的情况完全类似,”他说。
郑直到去年还是美国宇航局“新视野号”探测器上的远程勘测成像仪 (LORRI) 相机的首席研究员。他认为,如果国际天文学联合会在 2006 年对冥王星的了解像我们现在一样多,那么关于这个世界行星地位的辩论可能永远不会发生。“许多科学家只是拒绝接受冥王星不被认为是行星,”这类似于许多地理学家会拒绝接受将澳大利亚重新划分为不再是大陆的方式,郑说。“因此,我们将称它为行星,而且我们永远都会这样称呼它。”
为冥王星流泪
对于推动重新考虑冥王星地位的行星地质学家鲁尼恩来说,他对“行星”的新定义不需要国际天文学联合会的批准作为“官方”定义。此外,他坚持认为,由于国际天文学联合会的职权范围是天文学而不是地质学,因此国际天文学联合会实际上无权规定地质定义和用法。(国际天文学联合会不一定同意。今年 2 月,它宣布,作为国际公认的天体及其地质表面特征命名机构,它已批准美国宇航局“新视野号”团队提交的用于命名冥王星及其卫星上独特地点的方案。)“我不想陷入权威科学的陷阱。我认为国际天文学联合会并没有试图这样做,但这就是它的给人的印象——‘国际天文学联合会发话了,就应该这样!’对于公众试图理解科学来说,这是一种可怕的方式,”他说。
鲁尼恩试图重启冥王星行星地位的案例,突显了他相信“行星”这个词本身背后存在“心理力量”。他说,科学家应该关注的是,冥王星行星地位的丧失——似乎是被强行剥夺的——是“让人哭泣”的事情。