什么是行星?天文学家对行星的定义自冥王星降级事件以来更是争论不休,约翰‧霍普金斯大学天体物理学家 Kevin Schlaufman 最近提出一篇新论文修正行星的定义,不过他并非加入冥王星身份争霸战那端,而是着重于行星的质量最大可以大到哪。
Kevin Schlaufman 的结论来自对 146 个星系的观测,他的目标是帮助明确区分出容易在观测时搞混的巨行星和棕矮星。棕矮星(brown dwarf)是指质量太低、核心不能维持大规模的核融合反应、与主序恒星不同的次恒星,有时候又被称为“失败的恒星”,它们通常比行星还要大,但比最小的恒星还要小,几十年来,科学家在观测系外天体时一直有个问题:如何将低质量的棕矮星与特别庞大的巨行星区隔开来?
根据观察,Kevin Schlaufman 将行星质量限制在木星质量的 4~10 倍(一颗木星质量约地球质量的 318 倍),他发现这范围内的行星似乎总是围绕着富含铁的恒星(或富含比氦气重的元素,可以帮助行星形成)运转,超过就没了,而一颗棕矮星不可能围绕恒星运转,因此他认为,超过木星质量 10 倍的天体应该被划分为棕矮星,不再是行星。
随着未来观测技术的进步,我们势必会发现越来越多系外行星系统,一个更清楚严谨的界线才能减少纷争,不过这项新定义能被其他天文学家接受吗?不如来看看目前还有几项其他人对行星的定义:
一、国际天文学联合会于 2006 年为太阳系内的行星下的定义有 3 个条件:轨道环绕着太阳、有足够质量能维持流体静力平衡(接近球体的形状)、能清除“相似轨道上”的其他天体,就是此举一出将冥王星踢出行星宝座。
二、加州大学洛杉矶分校行星科学家的 Jean-Luc Margot 在 2015 年设计了一个公式,透过一个天体的质量、轨道周期及母星的质量,来判断该天体是否已经清除轨道上的碎片。
三、发现冥卫二、冥卫三的行星科学家 Alan Stern 则说,行星是一颗拥有次恒星质量、但从未经历过核融合的物体,且自身拥有足够的地心引力来维持外观呈三维球体,不用去管轨道参数。如果按照 Alan Stern 的定义,那么太阳系内的行星数将高达百多颗,包括月亮还有冥王星都变成行星。
所以定义这种东西不会永久不变,也不会获得所有人认同,尤其是没有亲眼见证过太阳系外世界长怎样的我们,这些推论出来的定义更需要随时间不断修正,才能减少观测与筛选时的失误。
- Johns Hopkins Scientist Proposes New Definition of a Planet
- Scientist proposes yet another new definition of a planet
- Planets don’t get bigger than this
(首图来源,示意图:NASA)