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為什麼冥王星不是行星

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發表於 2010-4-19 00:39:39 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本帖最後由 mca 於 2010-4-20 11:55 編輯

以前「行星」(planet) 的意義比較直覺,只要它是大體積的球狀天體 (直徑約大於一千公里),能夠圍繞一顆恆星旋轉,本身又不是恆星或衛星,它便自動屬於行星一族,體積較小的則叫「小行星」。

近年由於觀測技術的進步,越來越多天體在海王星軌道外出現,總稱「海王星外天體」(TNO, Trans-Neptunian Objects),不過它們的公轉軌道有點古怪,傾斜角度比傳統的行星 (水星至海王星) 大,軌道也比較橢圓,甚至在一段長時間內進入海王星的軌道之內,或是互相干擾不讓軌道穩定下來。天文學家估計這裡的 TNO 數以千計或萬計,已命名或在候選中的也有幾十個,見圖一 的 TNO 與地球比較。很明顯,如果依照傳統的話,Eris (比冥王星 Pluto 稍大) 和體積相近的一批 TNO 也應歸入行星類別,展望未來,太陽系不止有九大行星而是幾十甚至過千個,換言之,行星家族裡的成員都以體積偏細,軌道異常的 TNO 為主,原有的傳統行星反而淪為少數的  "次客"。

        圖一
        


為了統一行星的標準來適應科學發展,IAU (國際天文聯合會) 終於在 2006 年 8 月通過決議,在原有行星意義上加多一項判定行星的條件:

             行星已把軌道上的鄰近天體清除。
             A planet needs to have cleared the neighbourhood of its orbit.

在新加條件之下,冥王星不再是行星而歸入「矮行星」(dwarf planet) 族,矮字含有未達標準的意思,所有不能清除其軌道上鄰居兼且體積或質量偏低的繞日天體只配稱矮行星。上文曾說過,TNO 數量很多,它們有不少機會互相扞擾而闖入對方的軌道,冥王星正是這樣,如圖二所示,在其軌道附近還有一些小鄰居,它們的總質量是冥王星的 14 倍 (相對地月系統,我們的月球鄰居只有地球質量的 1/81),冥王星無法清除它們,即是不能吸納它們成為衛星或排斥至遠離本身的軌道,因此同年被 IAU 移出行星榜外。

        圖二
        


2008 年,IAU 又加入新名詞,凡類似冥王星軌道和體積的矮行星,都屬於「類冥矮行星」 (Plutoid),至今最少有四個合資格的類冥矮行星:冥王星、Eris、Makemake、Naumea。原有的 TNO 仍可應用,它是一個更廣泛的大類,範圍包括舊稱的 Kuiper belt objects 及 Oort cloud objects 等等,前者指海王星外至 60 AU 左右的「柯伊伯帶」小天體,後者指遠至 100000 AU (1.6 光年) 的「奧爾特雲」天體,奧爾特雲是一處假設的球形天區,內藏未知數量 (過億?) 的冰狀彗星核,是否真有其雲仍待考驗。總而言之,海王星軌道外還有很多的繞日小天體留待發現,IAU 認為有必要修改行星定義,冥王星只好退位不入行星榜了。

參考:
What Defines A Planet, Dwarf Planet or Plutoid
http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Dwarf

Why Pluto is No Longer a Planet  
http://www.universetoday.com/200 ... no-longer-a-planet/

TNO, Wikipedia  
http://en.wikipedia.org/wiki/Trans-Neptunian_object

Plutoid, Wikipedia  
http://en.wikipedia.org/wiki/Plutoid

Kuiper Belt & Oort Cloud  
http://solarsystem.nasa.gov/plan ... isplay=OverviewLong

Clearing the Neighbourhood
http://en.wikipedia.org/wiki/Clearing_the_neighbourhood

Orbital Resonance 軌道共振
http://en.wikipedia.org/wiki/Orbital_resonance

The Mysterious Pluto (2010 新照片)
http://science.nasa.gov/science- ... 010/14apr_molasses/
 樓主| 發表於 2010-4-19 12:50:53 | 顯示全部樓層
本帖最後由 mca 於 2010-4-20 17:17 編輯

後記:

湯博 (Clyde William Tombaugh 1906 - 1997) 初出道時只是普通學歷的青年人,上司看他不在眼內,派他擔任吃力不討好的工作 ---- 在一大堆已曝光的天文底片測量及核對每個星點的位置。1930 年湯博在底片上發現冥王星時才 24 歲,結果引來一班 “權威” 妒忌 (天文業界也有黑暗的一面 !)

2006 年冥王星不再是行星的新聞引起社會各界很大的迴響,甚至有人批評那是落井下石的行為,IAU 倉卒投票,参加投票的人數也不多,有黑箱作業嫌疑 (見當年媒體佈道及 S&T Nov 2006 雜誌專文 "The Inside Story of Pluto’s Demotion"),有人批評行星新定義仍存灰色地帶,亦有人提出兩全其美的共識方法,可惜未知下文。至於個人是否贊成行星新定義,見仁見智。

(湯博生平 http://en.wikipedia.org/wiki/Clyde_Tombaugh)
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