你真的知道什麼是行星嗎？_風聞

原創：牧夫天文

翻譯：田程偲

校對：牧夫校對組

編排：陶邦惠

後台：庫特莉亞芙卡 李子琦

原文鏈接：

https://www.space.com/planetary-confusion-why-astronomers-keep-changing-what-it-means-to-be-a-planet.html

本文最初發表於The Conversation。作者為賓夕法尼亞大學天文與天體物理學副教授克里斯托弗·帕爾瑪（Christopher Palma）。

作為一名天文學家，我聽到最多的問題是為什麼冥王星不再被當作是行星？儘管十多年前天文學家們已投票表決改變冥王星的分類，但是有關行星分類的問題仍然存在。

當有人問我是否認為冥王星是行星時，我告訴大家我的答案是否定的。“行星”一詞最初來自古希臘語，意思是“流浪的星星”。在發明望遠鏡之前，數學和天文學家克勞迪烏斯·托勒密（Claudius Ptolemy）稱恆星為“固定星星”，以便區別七個以特定方式在天空中移動的流浪者。這七個天體是太陽、月亮、水星、金星、火星、木星和土星。

當人們最開始使用“行星”一詞時，指的便是這七個天體。最初人們並不把地球當作一顆行星，卻認為太陽和月亮是行星。

如今，“行星”一詞指代的早已不是最初定義的七個天體，因此我們就其中一些分類發生爭論也就不足為奇了。

儘管我接受過專業的天文學教育，並且研究了更遙遠的恆星和星系等天體，但因為我曾經教過幾門關於行星科學的課程，所以我對太陽系中的天體興趣更加濃厚。

第一類被降級的行星：小行星

“行星”一詞曾被用於描述分別在1781年和1846年發現的天王星和海王星，因為它們的移動方式與其他“流浪的星星”移動方式相同。以土星和木星為例，如果您通過望遠鏡觀測它們，它們會看起來比恆星更大，因此它們被認為更像是行星而不是恆星。

發現天王星後不久，天文學家又發現了另外被認為是行星的“流浪天體”：穀神星、帕拉斯、朱諾和維斯塔。通過望遠鏡，它們看起來更像一個小光點而不是圓盤。透過小型望遠鏡，即使遙遠的海王星也顯得比恆星模糊。儘管這些新發現的天體最初被劃分為行星，但因為它們看起來比行星更像恆星，天文學家認為有必要為它們另命名。

發現了天王星的威廉·赫歇爾（William Herschel）將它們另命名為“小行星”，意思是“類似恆星”。但是最近，克利福德·坎寧安（Clifford Cunningham）提出創造這個名字的人其實是著名的希臘學者查爾斯·伯尼（Charles Burney Jr）。

如同“行星”一詞一樣，今天，我們對“小行星”一詞的使用也有所不同。現在，“小行星”指的是主要存在於火星和木星之間，由岩石構成的天體。它們大多呈不規則形狀，體積通常小於行星但大於流星體。大多數人認為對於使小行星成為小行星有嚴格的定義。但是沒有，就像從來沒有“行星”這個詞一樣。

在19世紀，人們普遍把大型小行星劃分為行星。當時的學生們學習的行星可能包括水星、金星、地球、火星、穀神星、維斯塔、帕拉斯、朱諾、木星、土星、天王星以及最後發現的海王星。而如今，大多數書上都將小行星和行星分類成兩種不同的天體。但天文學家之間仍然就“‘小行星’最初究竟是指體積較小的行星，還是指另一種與行星完全不同類型的天體”問題存在爭議。

衞星與行星究竟有何不同？

近年來，科學家們將天體的屬性考慮進來，作為一個行星分類的參考標準。例如，您可能會認為天體形狀是一個重要因素：行星應該是類球形的，而小行星可能是塊狀的。當天文學家試圖通過考慮這些因素使歸類更精確時，我們便產生了新的問題。如果，我們使用形狀作為行星歸類的重要因素，那麼我們應該如何稱呼衞星？如果衞星是球型的，應該將其視為行星？如果衞星不是球型，則應將其視為小行星嗎？還是它們其實與行星和小行星都完全不同？

我認為我們應該回想一下“月球”一詞是如何指代繞行星環繞的天體的。

當天文學家談論地球的衞星時，我們將“月亮”一詞大寫以表示特指。也就是説，在宇宙中所有衞星（moon）裏，月亮(Moon)特指地球的衞星。因為在人類的大部分歷史中，月亮是我們唯一知道的衞星，因此無需創造一個詞來描述一類“繞行星運行的天體”。然而，當伽利略發現繞木星附近也存在四個圍繞它運行的大天體時， “衞星”一詞便變得有必要了。木星的四顆衞星現在分別被稱為艾歐（Io）、歐羅巴（Europa）、木衞三和木衞四。

冥王星衞星的全家福。該合成圖像顯示了冥王星大衞星Charon和冥王星四個小衞星的碎片。 

credit: NASA/JHUAPL/SwRI

伽利略的發現使人們意識到月亮（Moon）其實並不特別，

宇宙中還存在許多像月亮一樣圍繞行星運行的天體——衞星（moon）。因此後來，我們把圍繞火星、木星、土星、天王星、海王星，以及其他體積較大的小行星例如冥王星、埃里斯、麥克馬克克和艾達運行的天體統稱為“衞星”。當開始觀察各種衞星時您會發現，有些衞星（如木衞三和泰坦）的體積比作為行星的水星還要大；有些衞星的大小與其繞行的天體體積相似；有些衞星體積小而且形狀不規則；還有一些衞星有着奇特的繞行軌跡。

因此，衞星和地球的月球不完全相似。當我們試圖定義衞星，以及區分衞星與行星和小行星究竟有何不同時，我們可能將不得不重新考慮其中一些天體的分類。例如，您可以認為泰坦應劃分為行星，因為比起小行星它和行星之間有着更多的共同屬性。您還可以認為土星環中的每顆粒子都是一個單獨的衞星，這意味着土星擁有數十億個衞星。

系外行星

當天文學家發現在太陽系外遙遠的深空中也存在行星圍繞其他恆星運行時，又有新的命名難題出現了。這些天體現在被稱為“系外行星”，即存在於我們太陽系之外的其他行星。

天文學家目前正在積極搜尋圍繞系外行星運行的“系外衞星”。人們發現系外行星的性質與我們太陽系中的行星性質有所不同，因此天文學家開始將它們細分為“熱木星”、“暖木星”、“超級地球”和“迷你海王星”。

當我教書時，我以給出建議的方式結束了這場討論。我認為我們不必爭論行星、月亮、小行星和系外行星的準確定義，而是應該像創造“小行星”一詞的赫歇爾和伯尼一樣適時創造一個新詞。現在，我在課堂上使用“世界”這個詞語，但我並不會嚴格定義什麼是屬於這個“世界”的。相反，我告訴我的學生，宇宙中的一切都有研究的意義。

你知道太陽也曾被當作一顆行星嗎？

許多人似乎認為將冥王星重分類是不妥的。而在我看來，冥王星最初被劃分為行星只是一場意外。當時科學家們一直在尋找比海王星距離太陽更遠的行星，所以當他們發現冥王星時，他們便立刻將冥王星當作行星，儘管它的屬性其實與小行星更相似。

開普勒-90星系的結構與我們的太陽系相似，其中心恆星與太陽同為G型主序星，有與地球相似的巖質行星，也有大小與木星和土星相似的巨行星。credit: NASA/Ames Research Center/Wendy Stenzel

隨着對冥王星的瞭解不斷加深，我認為冥王星不適合被歸類為行星。有些科學家不同意，認為冥王星仍然應該歸類為行星。

但是請記住：鑑於太陽在天空中的運行方式，希臘人曾經將太陽視作一顆行星。而現在我們知道，太陽與行星是完全不同的兩種天體。太陽是一顆恆星，而不是行星。如果我們將太陽由行星重分類為恆星，為什麼我們不能對冥王星做同樣的事情？

『天文時刻』 牧夫出品

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2012年新墨西哥州上空的日環食

影像來源: Colleen Pinski