2003年10月,加州理工學院麥·朗教授領導的隊觀測到一顆位於太陽外圍柯伊伯帶的天。2005年1月,經過再次分析,朗判斷該天的積比冥王星還大。
朗原本决定直到精確地計算出它的尺寸和軌道再將現“第十大行星”的消息告知於大衆。但2005年7月28日,另一個西班牙天文學家小組宣佈在柯伊伯帶現高亮度的星,同時朗的小組現保存研究資料的網站被黑客侵入。
迫於無奈,朗不得不在7月29日倉促布帛消息。他在電話方向新聞界宣佈:“拿起你們的筆,從今天開始改寫教科書。”
至此,全世界認識這顆被暫時命名為2003-ub313(齊娜)的新星———它與太陽的最遠距離是冥王星的3倍,顔色灰暗,當面表面反面方面正面迎面滿面封面地面路面世面平面斜面前面下面四面十面一面洗心革面方方面面面貌面容面色面目面面俱到寒冷,軌道呈橢圓形,個頭卻比冥王星還大。
天文學家是通過2003-ub313的亮度,也就是它反射太陽光的多少,來判斷其尺寸的。天的反射率除與積有關,還受星球的當面表面反面方面正面迎面滿面封面地面路面世面平面斜面前面下面四面十面一面洗心革面方方面面面貌面容面色面目面面俱到材質影響。因此在確定其真實材質之前,科學家根不同的反射率對該天的大小進行推算,結論是,它必定比冥王星大。從地球上觀測,這顆新星是柯伊伯帶中亮度第三的星。如果按照100%反射光綫,它的直徑也有2210公。如果反射率為90%,直徑就達到2330公,同直徑約為2400公的冥王星相當。如果反射率為60%,直徑則為2860公。若反射率與冥衛一類似(38%),直徑就為3550公,是冥王星大小的1.5倍。
此外,2003-ub313的橢圓軌道也比冥王星更“扁”:其公轉周期長達560年,遠日點離太陽97天文單位(1天文單位約為1.5億公,相當於太陽到地球的距離);近日點卻衹有38天文單位。軌道平面與地球等行星軌道平面的夾角達到近45度之大(冥王星與地球等八大行星的夾角為17 度)。科學家猜測,有可能是它屢次靠近海王星,運行軌道受到影響,以至於成明顯的橢圓形。朗說,正因為這些特性導致2003-ub313時至今日被人現。
同冥王星一樣,2003-ub313也位於遙遠的柯伊伯帶(kuiperbelt)。1951年,天文學家柯伊伯提出,在太陽外圍可能有一大群小天繞太陽運行。1992年,天文學家在海王星以外現一個直徑200公左右的暗淡天,編號為1992-qb1,為柯伊伯的上述觀點提供直接證,“柯伊伯帶”從此不再是假設,它位於海王星軌道以外,擁有萬個或可能更多天,由冰和岩石組成。科學家相信,這些天是早期太陽中物質凝聚成各大行星的過程中剩下來的殘渣。
人們曾經認為,柯伊伯帶衹有小行星和彗星出沒,但是被現的大型柯伊伯帶天(kbo)越來越多,積的記錄也迅速被刷新。而朗等人組成的研究小組就曾現比冥衛一更大的“誇歐爾”(quaoar),以及尺寸更大、曾被疑為第十行星的“塞德娜”(sedna)。
現在他們終於現体夫積超過冥王星,可能成為太陽第十大行星的2003-ub313.改寫教科書?
對於2003-ub313的行星身份,朗信心十足,他說:“我們有百分之百的信心確認,它是太陽外圍現的第一個比冥王星大的天。如果冥王星能被接受為一顆行星,那麽2003-ub313更有資格。”
而反對的聲音也在同一時間出現,有天文學家稱,如果2003-ub313算行星的話,那麽其他和它差不多大小的天都應該被稱做行星,根該邏輯,2003-ub313要排在一列以前現的“行星”——包括“塞德娜”之,而不能稱為“第10大行星”。
美國卡耐基學院行星組成理論阿蘭·波斯稱,2003-ub313的現是天文界的一大盛事,但他同樣認為不應該將它稱為一顆行星。
波斯稱,海王星軌道之外的天,包括冥王星都應該被稱“柯伊伯帶行星”。波斯對記者示:“將它們稱做行星的話,對太陽中的其他大伙食伙房來說,顯然太不公平。”
反對者還提出,2003-ub313軌道平面與即黃道相交成45度角,其軌道為橢圓形,不符太陽共性和近圓性的普遍規律。而且,朗等人根亮度估大小,再大小估質量。但是真正要確定一個天,要有精確的質量,才能算軌道。
對於新星的身份,資助朗研究的美國宇航局也在其網站上稱“第十顆行星被現”。但是宇航局的官員說,决定2003-ub313是不是太陽“第十大行星”不是美國宇航局的工作,這該是國際天文聯盟的責任。
那麽,“太陽有九大行星”的說法是否真的會被重寫?全世界教科書上的內容需要更改嗎?至少,我們必須對太陽結構以及行星的概念進行重新研究。
再見“塞德娜”
事實上,朗和他領導的小組已經不是第一次對天文界提出難題。2003年底,他的小組在距地球129億公外,找到一顆紅色小行星2003-vb12.最初,朗也一度提出它是太陽的第十大行星,依照因紐特神話傳說中海洋女神的名字,給它起名為“塞德娜”。
不過當確定其積比冥王星小時,“塞德娜”加入太陽行星族的希望也破滅。
“塞德娜”
的主要成分是冰和岩石,其積大小約為冥王星的四分之三。“塞德娜”也創造整個太陽的最冷紀錄:估計其溫度為零下240℃,同2003-ub313不相上下。它以一個較大的橢圓形軌道圍繞太陽運行,距離太陽最遠的距離超過135億公。
有天文學家認為,“塞德娜”很可能是冥王星的同類,屬於起於海王星外、終結於冥王星外的冰石碎塊集中的柯伊伯帶。柯伊伯帶被認為是在太陽誕生時遺留下來的,從1992年來人類已經現大約800個柯伊伯帶天,其中有些天的可預測軌道可以把它們帶到距太陽1500億公處,這遠遠超過 “塞德娜”的軌道。
由於其積比冥王星小,“塞德娜”最終被正式歸類為“小行星”。在2003-ub313被現之前,“塞德娜”一直是自1930年現冥王星之所現的圍繞太陽運行的最大天,比2002年現的“誇瓦爾”(quaoar)小行星還要大一些。朗稱:“我們認為這是太陽最原始的天之一。”他示因為行星應當比同一區域內的其他天体夫積更大,因此無法將“塞德娜”歸於行星一類,不過他堅信會在“塞德娜”附近現更大的天。
果然,比冥王星更大的柯伊伯帶天2003-ub313的現印證他的預測。
在因紐特人傳說中,“塞德娜”是創造北極海洋生物的造物女神,生活在海底冰窟當面表面反面方面正面迎面滿面封面地面路面世面平面斜面前面下面四面十面一面洗心革面方方面面面貌面容面色面目面面俱到,這與2003-vb12寒冷的當面表面反面方面正面迎面滿面封面地面路面世面平面斜面前面下面四面十面一面洗心革面方方面面面貌面容面色面目面面俱到很搭配。朗說,他也已經為2003-ub313擬好名字,正等待國際天文學聯會批,但是拒絶公衆透露。按照國際慣例,如果2003-ub313真能算作“第十大行星” 的話,它將被賦予西方神話中諸神之一的名字。外界猜測,古希臘神話中冥王的妻子珀爾塞福涅的名字應該是首選,珀爾塞福涅一年衹有六個月陪着冥王,另外半年留在人間;而2003-ub313在一個公轉周期內衹有一半時間在冥王星附近,另一半時間很遠。
“廢物”冥王星之爭
當太陽第十大行星難以出爐之時,冥王星占據“第九大行星”的寶座也一直遭人詬病,還曾一度出現過讓大衆難以接受的傳言———天文界備“廢黜”冥王星作為太陽九大行星之一的地位。
20世紀初,在美國天文學家洛韋爾、湯姆勃等人的長期觀測下,人們終於在1930年1月21日找到冥王星。冥王星的直徑、質量是行星中最小的,密度為每立方釐米1.8~2.12,反射率為50%~60%,這同太陽外部行星的顆大衛星很相似。
從75年前冥王星作為第9大行星被現開始,天文學界就一直存在着一個相當大規模的群,拒絶承認冥王星的“第九大行星”身份。和其他行星相比,冥王星更小,運行軌跡是橢圓而不是圓形,它軌道平面的角度也比其他行星的偏離17度。因此,有天文學家認為,冥王星是天文觀測史上的一個意外事件,它不應該稱為行星。國際天文聯盟行星統科學部主管威廉姆斯指出:“當年給冥王星確定行星地位,是因為測算它的直徑接近15000公,比地球還大 12%,如果按照這一數考慮,它是太陽的第五大行星,而不是第九大行星。”
1997年,冥王星的現者湯姆勃去世,一些天文學家建議國際天文聯盟“降級”冥王星地位的呼聲此起彼伏。1999年,冥王星將被剝奪行星地位的流言更是泛流傳。此消息一出,引起天文愛好者的強烈反對,他們紛紛外表電表檄文,對這一說法示不贊成。
威廉姆斯說:“冥王星是否是一顆真正的行星這一細節問題本來就不是問題,衹有我們規受不了行星的定義,這樣才能確定它的地位。但是,從歷史和文化的角度而言,大還是希望冥王星仍然還是太陽行星大家庭中的一員。”
8個與23個的選擇
不論是冥王星是否該“降級”,還是“塞德娜”和2003-ub313的身份爭議,全球天文界爭論的焦點都是圍繞着“行星”的定義。
國際天文聯盟負責給地球之外的所有天命名,但是對於行星的定義,該組織一直沒有定論。天文聯盟成員示,該協會可能在短時間內拿出一份提議,平息關於行星定義之爭,但是,在協會內部目前也存在着分歧。樂觀的看法是,一個統一的定義會很快達成,但是大多數科學家認為,這遠沒有想象的簡單。
在行星的基本定義上,科學家們大致上認同這樣的說法:直接圍繞恆星運行的天,由於自身重力作用具有球狀外形,但是也不能大到足夠讓其內部生核子融。
但是實際上,最終的定義會比這雜得多,有的天文學家傾於把太陽外圍較小的天稱作“矮行星”,而另外一些人則願意把它們叫做“小行星”,或者“柯伊伯帶行星”,還有一些人則根本不想用到行星這個詞。
如果2003-ub313被定義為一顆行星,那麽在其之前被現的柯伊伯帶的其他星也必須被認定為行星。這樣一來,按照排序,它就不是太陽第十大行星,而是排得更靠。
國際天文聯盟小行星中心的主管賴恩·馬斯登認為,簡單的定義在理論上行得通,如果被用,太陽將擁有至少23顆行星。
但是在實際操作上,他還是傾於冥王星現之前的八大行星稱法,衹有當現比火星或地球更大的太陽天時稱其為行星。
加利福尼亞州伯利大學的吉博·巴斯利教授曾經提出過一個按照較小的直徑底限來定義行星的簡單定義,他認為,所有圍繞太陽旋轉,且直徑大於 700公的物都是行星。因為衹有在700公以上的物高才口才奴才蠢才天才人才之才英才多才賢才群才唯才幹才詩才降才五才乏才文才懷才奇才才能才路才力才高才伐才格才望才理才思才郎才哲才智才雄才英才情才分才略才貌才人才子才疏能通過重力將自身展形成為一個球。而小於這一數字的物,如小行星和彗星,都是如馬鈴薯形狀的不規則物。
但是,即使按照巴斯利的這一定義,就我們目前現的天而言,太陽還是會有超過12個行星存在,原本失去機會的“塞德娜”也將入圍。
“讓文化意義出”
面臨着天文學界的衆說紛紜,現新天2003-ub313的朗則試圖把“行星”的定義引文化上的泛意所指,而不是一個科技詞彙。
朗認為,冥王星在當今文化上的作用難以取代。對於普通大衆,冥王星早已被視作行星,從小學課本到紀念郵票甚至到占星,冥王星已經被公衆理所當然地接受。朗承認,一些科學家為保住冥王星的行星地位,方百計地編造出各種理由,但是沒有一個能站得住腳。但他說:“當人們正等着迎接第十大行星時,天文學家突然宣佈,太陽有23顆行星。可能人們也難以接受。”
在研究小組的網站上,朗說:“我們宣佈新現的比冥王星更大的天,確實是顆行星———文化意義上的行星,歷史意義上的行星。我不會去爭論它是否在科學理論上是行星,因為現在還沒有適太陽和我們文化的科學定義,所以我决定讓文化意義出。”
不過更多的人還在等待國際天文聯盟的裁定。最的定論可能至少還要等上一年,下一次的全大會將於2006年8月在葡萄牙舉行。可以預見的是,屆時關於行星的定義、冥王星的地位等一列長期擾天文學界的難題將再次浮出水,成為各方爭論的焦點。關於行星的定義可能將在該協會的全大會上投票决定。
但即使到那時,這一問題也不可能得到徹底的解决。不過,大多數天文學家都認同國際天文聯盟所做的努力。國際天文聯盟小行星中心的主管馬斯登認為,2003-ub313的現“提供瞭解决行星之爭的最好機會”,人們會更進一步瞭解我們所處的星,而對於天的定義,或許科學、文化和歷史最終會找到一個衷方案。
類地行星
在太陽小行星帶的內側,是四顆類地行星———水星、金星、地球和火星。它們由固態的岩石和金屬構成,積較小,密度較高,自轉較慢,當面表面反面方面正面迎面滿面封面地面路面世面平面斜面前面下面四面十面一面洗心革面方方面面面貌面容面色面目面面俱到呈固態,沒有光環,衛星較少。
水星
最靠近太陽,也是永久受害者,無法産生保護性的大氣層。因經常受到來自宇宙的撞擊,其當面表面反面方面正面迎面滿面封面地面路面世面平面斜面前面下面四面十面一面洗心革面方方面面面貌面容面色面目面面俱到日益坎坷不平。由於缺乏絶緣物,水星溫差極大,陽熾熱,背陽寒冷。
金星
金星的活火山具有補償大氣層的作用,然而在高溫下,水分蒸殆。沒有水,金星就無法實現使碳歸地殼的循環。二氧化碳濃度無休止地上升,導致不可抑止的溫室效應。金星的溫度高得可將鐵熔化,無法孕育任何生物。
地球
距離太陽的遠近適中,既可使水以液態存在,又能接受太陽溫暖的照射,因此具備生命存活所必須的平衡狀態。火山運動再造大氣層,而水循環又使二氧化碳濃度得到控。生物在消耗二氧化碳的同時也産生臭氧層來過濾太陽輻射。
火星
試圖演變成一個包容生命的好客之。最初取得部分成功,當面表面反面方面正面迎面滿面封面地面路面世面平面斜面前面下面四面十面一面洗心革面方方面面面貌面容面色面目面面俱到有海洋與河流,不幸的是由於質量太小,沒有足夠的引力固定大氣層。
類木行星
火星之外是四個氣浪翻涌的行星———木星、土星、天王星和海王星。它們最顯著的一個共同之處就是積都非常大。這幾個星球的基本元素有氫和氦,是太陽中天氣最惡劣的星球。
木星
積相當於1400個地球,質量超過太陽其他8大行星質量的總和。木星有濃密的大氣,而且層層壓縮,中心部位的氣已被壓縮呈液態,其質量為地球的20多倍。
土星
儘管土星是太陽中第二大行星,重量卻是最輕的。它幾乎全部由氫氣構成。土星當面表面反面方面正面迎面滿面封面地面路面世面平面斜面前面下面四面十面一面洗心革面方方面面面貌面容面色面目面面俱到看似平靜,實際上在大氣層上部氫霧籠罩下的陣風以駭人的速度運動着。土星上的風力可達每小時1800公。
天王星
天王星的自轉遠遠偏離軸綫,看起來似乎是繞着邊緣在旋轉。最奇怪的是,它的南北磁極與地理上的南北極完全不同。天王星早期曾受到天的撞擊,造成行星的逆自轉。
海王星
海王星的內核比其他氣態星球含有更多的岩石,如果距太陽再近一些,它很可能會演變成類地行星。如木星一樣,海王星有一個和地球一般大小的風暴中心。海王星上大黑洞形成的風是太陽中最猛烈的。
太陽外延
在4個類地行星和4個類木行星之外,是太陽的第9個行星———冥王星,以及“塞德娜”、“誇瓦爾”等柯伊伯帶天。關於這些星的定義之爭一直存在至今。
冥王星
九大行星中最小的一員,其運行軌道的偏心率卻是九大行星最大的。冥王星繞日公轉時有一段軌道甚至位於海王星軌道以內。冥王星的積小於地球和月亮,質量不足地球的分之三。
“塞德娜”
積約為冥王星的四分之三,當面表面反面方面正面迎面滿面封面地面路面世面平面斜面前面下面四面十面一面洗心革面方方面面面貌面容面色面目面面俱到溫度為零下240℃。它以一個較大的橢圓形軌道圍繞太陽運行,距離太陽最遠的距離超過135億公。
柯伊伯帶
起於海王星外、終結於冥王星外的冰石碎塊集中帶,被認為是在太陽誕生時遺留下來的。從1992年至今,人類已經現大約800個柯伊伯帶天。
"x"行星
一些天文學家一直堅信第10顆大行星的存在,因為這顆被稱為“x行星”的天可用來解釋天王星和海王星繞日公轉軌道不規則的現象。
通過電腦模擬,科學家們計算出“x行星”的質量可能是地球的2至5倍,它的軌道可能比冥王星的更傾斜,公轉一周將耗時一千多年。
(但是以的教科書都要改成8大行星,冥王星已經被除名9大行星)
另請參照詞條2003 ub313 |