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深層解讀:水星很小但也是行星為何冥王星被降級為矮行星?

2025-01-07 

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  相信不少80后以及部分90后的朋友,在學校學習時都曾了解過太陽系內(nèi)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”被重新定義為“八大行星”,冥王星不幸被“貶職”,成為了矮行星行列的一員。

深層解讀:水星很小但也是行星為何冥王星被降級為矮行星?(圖1)

  很多人對此感到困惑,冥王星究竟因何被降級?而體積并不算龐大的水星,為何能夠安然無恙,繼續(xù)作為行星存在?

深層解讀:水星很小但也是行星為何冥王星被降級為矮行星?(圖2)

  在2006年,由于科學家們在小行星帶和柯伊伯帶區(qū)域陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了和冥王星特征相似的天體,一場關(guān)于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,并被重新分類為矮行星。

  那么,當時的定義到底發(fā)生了哪些改變?一個天體要想被定義為行星,必須滿足以下三個基本條件:

  對于冥王星來說,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(qū)域內(nèi)存在著眾多小型天體,這使得冥王星并未在該區(qū)域取得統(tǒng)治地位。

  矮行星的標準相比行星更為苛刻,除了環(huán)繞太陽公轉(zhuǎn)、外形呈球狀、非衛(wèi)星之外,還必須不能清除其軌道附近的區(qū)域。

深層解讀:水星很小但也是行星為何冥王星被降級為矮行星?(圖3)

  其中,健神星便是一個引人注目的例子。這顆位于小行星帶的天體,直徑約為430公里,長期以來,科學家們一直將其視為一顆普通的小行星。然而,隨著矮行星新定義的出臺,健神星有可能被重新分類為矮行星。

  在重新定義矮行星之前,谷神星被視為太陽系中最小的矮行星,它位于小行星帶,直徑大約為950公里。而冥王星和鬩神星的直徑則分別約為2370公里和2326公里。

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  盡管健神星的直徑與冥王星相比顯得有些微不足道,僅為430公里,但矮行星的定義并未對質(zhì)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為矮行星,成為已知的最小矮行星。

  另一顆與健神星體積相似的灶神星則沒那么幸運。雖然灶神星的體積略大于健神星,但它形狀更接近扁球體,而非球體。因此,灶神星最終仍被歸為小行星。

  行星、矮行星和小行星之間錯綜復(fù)雜的關(guān)系,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(fā)光,因此難以被人類察覺。但隨著科技的不斷發(fā)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為隱秘的宇宙角落。

  例如2007年9月,美國宇航局發(fā)射的“黎明號”探測器,在8年后的2015年進入谷神星軌道,使得人類首次得以親眼目睹谷神星的高清圖像。

深層解讀:水星很小但也是行星為何冥王星被降級為矮行星?(圖5)

  在過去的十幾年里,除了冥王星、谷神星之外,科學家們還陸續(xù)發(fā)現(xiàn)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歷程。

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

  隨著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(shù)量增至六顆。

  1781年,赫歇爾發(fā)現(xiàn)了天王星,使行星數(shù)量增至七顆。他的發(fā)現(xiàn)在當時的天文學界引起了極大的轟動,并激發(fā)了更多科學家加入尋找新行星的行列。

深層解讀:水星很小但也是行星為何冥王星被降級為矮行星?(圖6)

  終于在1801年,皮亞齊發(fā)現(xiàn)了谷神星,再次在天文學界引起轟動,人們甚至一度認為這是新發(fā)現(xiàn)的行星。由于之前有預(yù)言稱火星和木星之間可能存在一顆神秘的行星,而谷神星的發(fā)現(xiàn)似乎正好印證了這一預(yù)言。

  但同時,天文學界也擔憂谷神星的體積或許非常小。僅在谷神星發(fā)現(xiàn)后的第二年,奧爾貝斯便發(fā)現(xiàn)了智神星,它的軌道與谷神星幾乎一致,平均距離太陽約2.77個天文單位。

  智神星的發(fā)現(xiàn)令天文學界對于谷神星的地位產(chǎn)生爭議,因為兩顆行星不可能共享同一軌道。

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

  緊接著,科學家們在小行星帶又發(fā)現(xiàn)了更多的小行星,例如婚神星、灶神星和義神星等,使小行星家族不斷壯大。

深層解讀:水星很小但也是行星為何冥王星被降級為矮行星?(圖7)

  1846年,天文學家終于找到了第八顆行星,海王星。在發(fā)現(xiàn)天王星的過程中,科學家們通過天體力學預(yù)測了海王星的存在,并計算出了其軌道,最終成功發(fā)現(xiàn)了這顆行星。

  隨著1930年湯博發(fā)現(xiàn)了冥王星,并將其歸為第九大行星,太陽系“九大行星”的體系至此確立。

  由于冥王星遠離太陽,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(nèi),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(fā)射的新視野號探測器出發(fā),目標是近距離觀測冥王星。

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

  在此期間,冥王星一直被視為行星。然而僅僅一年之后,在2016年,冥王星突然被降級為矮行星。而這一切的導(dǎo)火索正是因為另一顆天體,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(fā)現(xiàn)一顆體積大于冥王星的天體——鬩神星(后來的研究顯示,鬩神星與冥王星大小相當,只是質(zhì)量稍大)。只不過當時并未引起太多關(guān)注。

  隨著天文望遠鏡觀測能力的不斷提升,人類對于太陽系深處的了解也越來越深入。

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  科學家們了解到,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(cè)還存在一個類似的小天體帶,即柯伊伯帶,而冥王星就位于該區(qū)域。

深層解讀:水星很小但也是行星為何冥王星被降級為矮行星?(圖8)

  盡管天文學家們在小行星帶和柯伊伯帶發(fā)現(xiàn)了大量天體,但大多數(shù)體積微小,并不足以挑戰(zhàn)行星的地位。

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  然而,鬩神星的發(fā)現(xiàn)給天文學家們帶來了難題:如果冥王星被視為行星,那質(zhì)量更大的鬩神星顯然也應(yīng)被歸為行星!

  可以看出,如果說之前天文學界對冥王星的定位尚存疑慮,那么鬩神星的出現(xiàn)無疑徹底打破了冥王星行星地位的“最后一道防線”。

深層解讀:水星很小但也是行星為何冥王星被降級為矮行星?(圖10)

  天文學家們面臨的問題越發(fā)棘手:如果將鬩神星定為行星,那未來萬一發(fā)現(xiàn)與之大小相當?shù)奶祗w,是否也該被歸為行星?

  最終,這個問題成為了2006年國際天文學大會的焦點議題之一。經(jīng)過討論和投票,大會最終宣布,冥王星被降級為矮行星,而鬩神星同樣歸屬于矮行星的行列。

  不管是行星、矮行星還是小行星,其實都是人類的定義,對于冥王星、鬩神星和其他小型天體而言,并無實質(zhì)性影響。

  即使被降級為矮行星,也并不意味著冥王星就“遜色一籌”,或者人類將不再關(guān)注它。

  實際上,在冥王星被重新定義為矮行星之后,科學家們對它的研究并未停止。冥王星擁有五顆衛(wèi)星,其表面溫度可低至零下230攝氏度,甚至被譽為“病毒的天堂”。

深層解讀:水星很小但也是行星為何冥王星被降級為矮行星?(圖11)

  隨著人類對太陽系探索的不斷深入,未來定會有更多驚人的發(fā)現(xiàn)?;蛟S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?yōu)椤熬糯笮行恰薄?