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太阳系行星扩军十大疑问


http://www.sina.com.cn 2006年08月18日 07:31 新浪科技

  新浪科技讯 据英国广播公司(BBC)17日报道,宇宙虽然是浩瀚无边,但人类的太空探索也在一点点取得进步。时下的天文学家正提议对使用的多年的“天文教科书”进行修改,修改后的教科书将告诉现在的孩子,我们的太阳系存在着12颗行星而不是几代人记忆中的9颗,“太阳系九大行星”的说法将成为历史。根据16日向国际天文学联合会(IAU)正式递交的一份决议草案,饱受争议的冥王星虽然未判死刑,但其最大的卫星外加其它两颗天体也将跻进太阳系12大行星之列。

  天文学家已为行星制定了一个新的定义,这也就意味着太阳系将多出3名新的行星成员,“九大行星”的说法可能成为历史,取而代之的是“十二大行星”的闪亮登场。各国天文学家将在捷克首都布拉克举行的会议上对国际天文学联合会(IAU)的太阳系行星族谱决议草案进行投票表决。对于这次“行星扩军”行动,人们有很多疑问。

  疑问一:在此之前真的没有行星的定义?

  在此之前,确实没有一个行星定义得到过普遍的正式承认。几个世纪以来,行星被简单的描述为太空中绕恒星运行的天体。行星的英文单词“planet”来源于希腊语,意为流浪者的意思。但现在的天文学家已在太阳系外延发现许多绕太阳轨道运行的大型天体。国际天文学联合会最终决定是时候对行星下一个科学的定义了。

  疑问二:最终的行星定义将是怎样的?

  如果一颗天体被判定为一颗行星,它必须满足两个条件:第一,这颗天体必须绕一颗恒星运转,而本身不能是恒星家族成员;第二,它的质量必须足够大,自身的地心引力能够将其打造成近球形。就一般情况而言,任何质量超过月球质量0.6%,直径超过800千米的天体都满足第二个条件。然而,如果出现临界情况,仍需进行更多的观察加以判定。

  倘若能够满足上述基本条件,当前一些被定义为卫星和小行星的天体都有入选行星家族的资格。也就是说,新的行星定义为其它一些想要加盟行星阵营的天体敞开了大门。

  疑问三:冥王星“降级”还是“保级”?

  从某种程度上说,冥王星的地位降低了。一直以来,冥王星便是太阳系中“独树一帜”的角色,它的质量不到地球质量的0.25%,绕太阳运行的轨道呈倾斜的椭圆形。国际天文学联合会决议草案认可的“12大行星”包括8大正统行星——水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星;3颗“类冥星”——冥王星、卡戎星、UB313;以及小行星谷神星。

  很多天文学家认为,冥王星首先是一个绕远离海王星的轨道运行的庞大的冰体而非一颗行星,其所在区域被称之为“柯伊伯带”。类似冥王星的冰体的起源有别于地球、木星等其它行星,它们被视为太阳系形成时期的剩余碎片。

  类冥星这个新的行星类别将冥王星和其它“冰矮星”区别于正统行星,它们位于绕太阳运行的轨道,运行一周的时间需要200多年;相对于正统行星来说,它们的轨道高度倾斜,形成完美的圆形轨道仍有很长的路要走。但冥王星满足行星新定义的所有标准,避免了一些天文学家希望看到的“降级”命运。

  疑问四:月球符合新的行星标准吗?

  答案是否定的。月球只是地球的一颗卫星,它与地球之间存在一个共有的引力中心——位于地球表面以下。

  疑问五:我们对新行星了解多少?

  谷神星是火星与木星间的小行星带中绕轨道运行的最大的一颗天体。1801年首次发现时便被贴上行星的标签。由于在同一区域发现无数其它的天体,19世纪的天文学家无法确定其大小和形状,谷神星因此失掉了行星地位。

  100多年来,它一直被看作一颗小行星或者次行星。但随着新行星定义的出台,它将重夺行星宝座。谷神星满足新定义的标准:拥有足够的质量,自身的地心引力能够将其打造成近球形。

  卡戎星是1978年华盛顿美国海军天文台的天文学家詹姆士·克里斯蒂发现的。直到现在,它仍被看成冥王星的一颗卫星。但无论是冥王星还是卡戎星,它们都拥有足够的质量形成球形,两颗天体均满足新行星定义的标准,有资格成为一颗行星。

  冥王星和卡戎星现被视为太阳系行星家族中的双子星座,原因在于:其共有的引力中心位于冥王星外表面的自由空间。

  2003 UB313是3年前加州理工学院的迈克尔·布朗及他的同事发现的。哈勃天文望远镜2006年的观测结果显示,2003 UB313的个头超过冥王星。与冥王星一样,它也是位于柯伊伯带的一个冰体,绕远离海王星的轨道运行。

  2003 UB313距太阳近100亿英里,这一距离是冥王星的3倍多,其绕太阳一周的时间是冥王星的2倍。2003 UB313这个名字还只是暂时的,国际天文学联合会必须确定一个正式的名称。布朗的小组曾用电视剧中勇敢的公主的名字给它起了个昵称“西娜”,它的卫星“加布里埃尔”(Gabrielle)则以西娜的伙伴的名字命名。

  疑问六:太阳系行星数量还会增加吗?

  答案是肯定的,而且一定会是这样。自上世纪90年代初以来,天文学家就在远离海王星的太空中发现很多绕太阳运行的新天体,随着技术的不断进步,可能发现的新天体的数量还会增加。

  国际天文学联合会的一份观察表中,至少有其它12颗可能的候选天体将加盟行星阵营,但条件是:天文学家必须再一次确定它们的体积和轨道。这些天体中包括“塞德娜”( Sedna),它可能是在太阳系假定区域“奥尔特云”中首个被发现的天体。除此之外,柯伊伯带中一些天体个头也与冥王星不相上下。灶神星(Vesta)、智神星(Pallas)、健神星(Hygiea)也在观察表之列。

  疑问七:冥王星能够成为四重行星?

  虽然天文学家最近又发现两颗绕冥王星运行的新卫星,但答案仍是否定的。新发现的两颗天体体积和质量都不达标,自身的地心引力无法将它们打造成球形。它们只是两颗卫星,即便引力中心位于冥王星外表面。

  疑问八:“扩军”计划一定能通过吗?

  来自75个国家的近2500名天文学家在布拉格召开会议,共同推敲行星的宇宙定义,在下周对决议进行投票前,他们还将上演两次自由讨论,也就是说,决定能否通过还只是一个未知数。国际天文学联合会执行委员会(只负责递交提议)的决议可能要得到联合会三分之二成员的批准方能通过。但很多专家认为,这项草案已经经过长时间的酝酿、讨论,基本上算是天文学界的共识,通过的可能性非常大。

  疑问九:冥王星究竟引起哪些争论?

  除了重申微不足道的冥王星的地位外——持反对观点的人坚持认为冥王星根本不应被列入行星行列——太阳系行星家族的新成员还包括“2003 UB313”——太阳系中已知的最远的天体,昵称“西娜”(Xena);冥王星最大的卫星“卡戎星”(Charon);以及小行星“谷神星”(Ceres)——19世纪发现的,之后被天文学家“降级”。

  执行委员会同样提议确定行星的一个新的类别“类冥星”(plutons)——类似冥王星的天体,它们位于神秘的、唱片状的“柯伊伯带”区域,远离海王星,其中包含数千颗彗星和行星天体。冥王星外加两个可能的新成员卡戎星和2003 UB313将被列入类冥星行列。

  天文学家也同样被要求放弃“次行星”这种定义,长期以来,“次行星”便被用于描述小行星、彗星和其它非行星天体。取而代之的是,所有这些天体都将被称之为“太阳系小型天体”。

  如果委员会的决议获得通过,太阳系行星大名单中的成员将增至12个,按照与太阳的亲密程度分别是水星、金星、地球、火星、谷神星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星、卡戎星以及暂名为2003 UB313的冥卫。2003 UB313是加州理工学院的的迈克尔·布朗发现的,并以电视剧中勇敢的公主的名字给它起了个昵称“西娜”,但执行委员会表示,会在以后重新命名2003 UB313。

  疑问十:“扩军”成功,影响有多大?

  太阳系行星阵容的扩大将迫使出版商更新百科全书和学校教科书,小学教师也将替换教师天花板上的行星运行图。除科学领域外,惯用九大行星进行“命运预报”的占星家也不得不制定新的“行骗”方案了。

  各国的天文学家将于8月24日对决议进行投票表决,然而,即便新的太阳系行星大名单获得正式通过,它存在的时日也不会太长。在国际天文学联合会的一份观察表中,至少有其它12颗可能的候选天体将加盟行星阵营,但条件是:天文学家再一次确定它们的体积和轨道。美国迈阿密太空中转天文馆主管、公共电视频道《占星家》主持人杰克·霍克海默尔表示:“太阳系已步入中年,和所有步入中年的人一样,它的‘腰围’不断扩大。”

  冥王星是1930年被归入行星家族的,对此持反对意见的人仍有可能挑起事端。相比之下,地球的卫星更大一些,2003 UB313(西娜)也是如此,它的卫星直径大约在70英里左右。但国际天文学联合会表示,冥王星满足新提出的有关行星的定义:直径超过800千米(近500英里)绕太阳运行的球形天体,密度大约是地球的一万两千分之一。如果能够通过这些基本测试,卫星和小行星也将加入行星行列。专家们表示球形是一个关键条件,预示着天体拥有足够的地心引力将自身打造成球形。但地球的卫星月球仍不能入选行星行列,因为两个天体的共有引力中心位于地表以下。

  国际天文学联合会主席罗纳德·艾克斯表示,制定行星定义的草案已有2年时间了,目的无非是达成共识,结束几十年的争论。他说:“我们不需要一个美国版本,一个欧洲版本或者一个日本版本,我们要的是一个世界版本。”(杨孝文 任秋凌)

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