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[2006-08-16]

太陽系行星數目將增至十二顆


New Major Planets of the Solar System
重組後太陽系的主要行星
Credit: IAU/Martin Kornmesser

論不休的冥王星與天體2003UB313的地位問題將解決,國際天文聯會將於8月24日在捷克首都布拉格舉行中的第26屆大會中表決,由2500名來自75個國家的頂尖天文學家將決定冥王星及傳聞一年多的第十顆行星的命運,並首次為「行星」一詞下定義 。

根據七人專門小組的建議,天文學家以萬有引力令行星變圓來定義行星,凡是圍繞恆星公轉,並有足夠質量成為接近球體的天體便是行星,在此新的定義下,不單冥王星會保留其第九大行星的地位,其衛星查龍也被躍升為一顆行星, 2005年發現的天體2003UB313也會被確認為第十一大行星,第十二顆則是曾被除名行星之列的小行星穀神星。

事實上,冥王星的地位問題一直困擾天文界,由於冥王星的軌道特性與其餘八大行星相異甚大,部份天文學家一直質疑冥王星的行星地位。在1990年代,天文學家陸續於海王星以外稱為凱伯帶的地帶發現多顆小行星,令部分天文學家認為冥王星只是這些「海外天體」體積最大的成員,在1999年,是否應把冥王星在行星之列除名一度在科學界牽起激烈的討論。

隨著科技的進步,望遠鏡的威力不斷增加,最終在2005年,美國加州理工大學的布朗教授發現了一顆體積比冥王星大的海外天體-2003UB313,頓時傳出一片「發現第十大行星」的呼聲,然而這顆擁有著電話號碼般編號的「第十大行星」並未被天文界廣泛承認,反而加劇了冥王星應否除名和何謂「行星」的討論。

這顆天體2003UB313,也暫時取名為齊娜(Xena),其直徑比冥王星大5%,但其公轉軌道比冥王星還要極端。因此天文學家認為,若冥王星屬於行星,2003UB313也應當是行星;反之,若2003UB313並非行星,冥王星也不屬於行星。

原來,廣為人知的「行星」一詞,只是歷史的稱呼,並沒有一個正式的科學定義,如同地球上的五大「洲」一樣,洲與洲之間沒有真正的分界線。因為2003UB313的發現,迫使天文學家定義「行星」。除了歷史原因外,太陽系中天體的多樣化和近年在太陽系外發現超過200顆系外行星的奇特性,也使天文學家難於定義行星。由世界頂尖天文學家組成的國際天文聯會,其下專門研究行星科學的小組及特別為定義行星而組成的行星科學家專家小組,也意見分歧,不能就行星一詞達成共識,可見問題的複雜性。

國際天文聯會再組了一個七人小組解決這個死結,成員也包括教育工作者、作家和歷史學家。主流的解決方案有數個,包括

(1) 基於歷史(但不科學)的原因,維持太陽系有九顆行星
(2) 冥王星降格為小行星,太陽系只有八顆行星
(3) 凡是比冥王星大的便是行星,太陽系將有十顆行星 (但也是基於人為感情,使用冥王星作界線)
(4) 不是衛星,又是圓的,便是行星,若採用這方案,行星數目將會暴增
(5) 掉除行星一詞,而採用「岩石行星」、「氣體巨星」和「冰矮星」三類分法,冥王星和2003UB313會跌進冰矮星之列

無論採用那一個方法,均有不足之處。

最為科學的做法是方案(2),即把冥王星除名,但此舉將對社會帶來極大震盪。不僅社會不理解和需要多年時間接納,也令小孩子失望,冥王星已經維持了其行星地位76年,要除去冥王星之行星地位,對天文學家來說,也需要膽色。做科學的人是需要與公眾溝通,需要公眾的支持,公眾也需要科學家的發現作衝擊,「發現第十大行星」正是喚起公眾對天文關注和公眾希望聽見的消息。

早在 6月,國際天文聯會已於其網頁刊登將於9月刊登行星的定義。三年一度的國際天文聯會大會,在8月14-25日於捷克首都布拉格舉行,冥王星問題預料在大會中解決。但七人小組所訂的行星定義一直保密,就連與會的行星科學專家也不知道定義的實際內容,直到今天「行星」一詞的定義終於正式公報,並於8月22日作公開討論,8月24日表決。

這定義改良自方案(4):

(6) 環繞恆星公轉,自身並非恆星,並沒有環繞相對地大的行星公轉,並有足夠質量成為接近球體的天體

基於歷史原因,計劃不打算把冥王星除名,而採用引力致圓作為界定行星的界線,也意味著除2003UB313外,往後將會不斷發現新行星。基於這定義,大部份質量大於5X1020公斤,直徑大於800公里的也是行星。

1801年被發現第一顆小行星穀神星,當時也曾被定為行星,後來因為陸續發現其他小行星而被除名,但因為其形狀接近球體,將重歸行星之列。

冥衛一查龍的直徑為冥王星的一半,論直徑大小,屬行星之列,在新定義下,查龍將由冥王星衛星躍升為與冥王星平起平坐的雙行星系統。

但一切還有待一眾天文學家討論,有關行星定義的方案將於8月24日付諸表決,若投票通過,太陽系行星的數目將躍升至12顆。



Keck Observatory Images of 2003UB313 帕洛瑪天文台的 2003UB313 影像
Credit: M. Brown, Caltech

The Proposed Three New Planets
三顆可能的新行星
Credit: IAU/Martin Kornmesser


Planet candidates in the Solar System
未來太陽系行星的候選者
Credit: IAU/Martin Kornmesse


Journey in the "New" Solar System
「新」太陽系之旅
Credit: IAU/Martin Kornmesser


More Information ::
IAU Press Release
IAU General Assembly
2003UB313 Discoverer Prof. Brown Homepage
Spce.com - Pluto's Fate to be Decided by 'Scientific and Simple' Planet Definition
Nature News - Planets are round. Will that do?

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