深層解讀:水星很小但也是行星,爲何冥王星被降級爲矮行星?

相信不少80後以及部分90後的朋友,在學校學習時都曾瞭解過太陽系內原有九大行星的傳說。但是自2006年伊始,我們所熟知的“九大行星”被重新定義爲“八大行星”,冥王星不幸被“貶職”,成爲了矮行星行列的一員。

很多人對此感到困惑,冥王星究竟因何被降級?而體積並不算龐大的水星,爲何能夠安然無恙,繼續作爲行星存在?

在2006年,由於科學家們在小行星帶和柯伊伯帶區域陸續發現了和冥王星特徵相似的天體,一場關於行星定義的討論在國際天文學大會上展開。正是在這場大會上,冥王星的行星地位被正式剝奪,並被重新分類爲矮行星。

那麼,當時的定義到底發生了哪些改變?一個天體要想被定義爲行星,必須滿足以下三個基本條件:

第一,環繞太陽進行公轉。

第二,質量需足夠大,形成一個近乎球狀的外形。

第三,能夠清除其公轉軌道附近的其他天體。

對於冥王星來說,它滿足了前兩個條件,但在第三個條件上存在問題。冥王星的軌道非常扁平,而且軌道區域內存在着衆多小型天體,這使得冥王星並未在該區域取得統治地位。

於是,冥王星便被迫離開了九大行星的行列,降級爲矮行星。

矮行星的標準相比行星更爲苛刻,除了環繞太陽公轉、外形呈球狀、非衛星之外,還必須不能清除其軌道附近的區域。

其中,健神星便是一個引人注目的例子。這顆位於小行星帶的天體,直徑約爲430公里,長期以來,科學家們一直將其視爲一顆普通的小行星。然而,隨着矮行星新定義的出臺,健神星有可能被重新分類爲矮行星。

在重新定義矮行星之前,穀神星被視爲太陽系中最小的矮行星,它位於小行星帶,直徑大約爲950公里。而冥王星和鬩神星的直徑則分別約爲2370公里和2326公里。

儘管健神星的直徑與冥王星相比顯得有些微不足道,僅爲430公里,但矮行星的定義並未對質量作出明確要求,最重要的是外形呈球形或接近球形。因此,健神星最終得以從小行星晉升爲矮行星,成爲已知的最小矮行星。

另一顆與健神星體積相似的竈神星則沒那麼幸運。雖然竈神星的體積略大於健神星,但它形狀更接近扁球體,而非球體。因此,竈神星最終仍被歸爲小行星。

行星、矮行星和小行星之間錯綜複雜的關係,一直以來都是天文學界討論的焦點。

例如矮行星,因其體積微小,本身也不發光,因此難以被人類察覺。但隨着科技的不斷髮展,天文望遠鏡的性能得到了顯著提升,讓我們能夠窺視到更爲隱秘的宇宙角落。

例如2007年9月,美國宇航局發射的“黎明號”探測器,在8年後的2015年進入穀神星軌道,使得人類首次得以親眼目睹穀神星的高清圖像。

在過去的十幾年裡,除了冥王星、穀神星之外,科學家們還陸續發現了鬩神星、鳥神星、妊神星等更多的矮行星。

雖然矮行星與行星僅一字之差,但它們之間的差別卻反映了人類探索太陽系的漫長曆程。

從古時候起,人類便已瞭解到五顆行星的存在,分別是水星、金星、火星、木星和土星。

隨着地心說的被日心說取代,人們意識到地球也是行星家族的一員,行星數量增至六顆。

1781年,赫歇爾發現了天王星,使行星數量增至七顆。他的發現在當時的天文學界引起了極大的轟動,並激發了更多科學家加入尋找新行星的行列。

終於在1801年,皮亞齊發現了穀神星,再次在天文學界引起轟動,人們甚至一度認爲這是新發現的行星。由於之前有預言稱火星和木星之間可能存在一顆神秘的行星,而穀神星的發現似乎正好印證了這一預言。

但同時,天文學界也擔憂穀神星的體積或許非常小。僅在穀神星發現後的第二年,奧爾貝斯便發現了智神星,它的軌道與穀神星幾乎一致,平均距離太陽約2.77個天文單位。

智神星的發現令天文學界對於穀神星的地位產生爭議,因爲兩顆行星不可能共享同一軌道。

更何況,無論是穀神星還是智神星,體積都比月球小得多。若將它們定義爲行星,而月球只是衛星,這顯然讓月球以及其他較大的衛星感到不公平。因此,天文學界將穀神星和智神星等天體定義爲“小行星”。

緊接着,科學家們在小行星帶又發現了更多的小行星,例如婚神星、竈神星和義神星等,使小行星家族不斷壯大。

1846年,天文學家終於找到了第八顆行星,海王星。在發現天王星的過程中,科學家們通過天體力學預測了海王星的存在,並計算出了其軌道,最終成功發現了這顆行星。

隨着1930年湯博發現了冥王星,並將其歸爲第九大行星,太陽系“九大行星”的體系至此確立。

然而,隨着時間的流逝,新的天文學發現開始動搖冥王星行星地位的穩固。

由於冥王星遠離太陽,所能接收到的太陽光十分有限,因此在相當長的一段時間內,天文學家們無法準確測量冥王星的實際大小,僅能進行估算。

直至2006年,美國宇航局發射的新視野號探測器出發,目標是近距離觀測冥王星。

在2015年,新視野號不負衆望地近距離飛掠冥王星,並拍攝了人類歷史上首張冥王星的高清圖像。

在此期間,冥王星一直被視爲行星。然而僅僅一年之後,在2016年,冥王星突然被降級爲矮行星。而這一切的導火索正是因爲另一顆天體,鬩神星的存在。

實際上,早在2003年,加州理工學院的科學家布朗和他的團隊便已發現一顆體積大於冥王星的天體——鬩神星(後來的研究顯示,鬩神星與冥王星大小相當,只是質量稍大)。只不過當時並未引起太多關注。

隨着天文望遠鏡觀測能力的不斷提升,人類對於太陽系深處的瞭解也越來越深入。

科學家們瞭解到,除了火星和木星之間的小行星帶之外,在海王星的軌道外側還存在一個類似的小天體帶,即柯伊伯帶,而冥王星就位於該區域。

儘管天文學家們在小行星帶和柯伊伯帶發現了大量天體,但大多數體積微小,並不足以挑戰行星的地位。

然而,鬩神星的發現給天文學家們帶來了難題:如果冥王星被視爲行星,那質量更大的鬩神星顯然也應被歸爲行星!

可以看出,如果說之前天文學界對冥王星的定位尚存疑慮,那麼鬩神星的出現無疑徹底打破了冥王星行星地位的“最後一道防線”。

天文學家們面臨的問題越發棘手:如果將鬩神星定爲行星,那未來萬一發現與之大小相當的天體,是否也該被歸爲行星?

最終,這個問題成爲了2006年國際天文學大會的焦點議題之一。經過討論和投票,大會最終宣佈,冥王星被降級爲矮行星,而鬩神星同樣歸屬於矮行星的行列。

結語

不管是行星、矮行星還是小行星,其實都是人類的定義,對於冥王星、鬩神星和其他小型天體而言,並無實質性影響。

即使被降級爲矮行星,也並不意味着冥王星就“遜色一籌”,或者人類將不再關注它。

實際上,在冥王星被重新定義爲矮行星之後,科學家們對它的研究並未停止。冥王星擁有五顆衛星,其表面溫度可低至零下230攝氏度,甚至被譽爲“病毒的天堂”。

隨着人類對太陽系探索的不斷深入,未來定會有更多驚人的發現。或許在未來的某一天,天文學家們對行星、矮行星和小行星的定義將再次改變,而冥王星也有可能重新歸入行星行列,“八大行星”再次變爲“九大行星”。