天文学家建议我们改变“行星”的定义——这就是原因

行星的真正定义是什么，将来会不会有更精细的定义？这是一个近期研究发表于行星科学杂志希望作为来自美国和加拿大的研究人员团队进行讨论研究了对“行星”进行新定义的可能性.

这项研究有可能挑战国际天文学联合会（IAU）概述的长期定义，该联合会建立了国际天文学联合会B5号决议在2006年，导致冥王星从“行星”降级为“矮行星”。

在这里，《今日宇宙》与研究的主要作者讨论了这项令人难以置信的研究，Jean-Luc Margot博士他是加州大学洛杉矶分校地球、行星与空间科学系的教授，他谈到了这项研究背后的动机、重要结果、国际天文学联合会需要采取哪些步骤来实施他的新定义，以及玛戈特博士是否认为冥王星应该被重新归类为行星。

那么，这项研究背后的动机是什么？

“国际天文学联合会（IAU）的B5号决议是有问题的——它含糊不清，不包括系外行星——而且问题不会自行消失，”马戈特博士告诉《今日宇宙》。

“我们的社区和公众应该为'行星'和'卫星'等重要的天体物理学术语提供更好的定义。我们有18年的时间来找出问题并考虑可能的前进道路。我们有充分的理由相信，我们在2024年比2006年更有能力取得好的结果。

根据 IAU B5 号决议，目前对行星的定义如下：

（a） 在围绕太阳的轨道上，

（b） 具有足够的质量使其自重克服刚体力，从而呈现流体静力平衡（近圆形）形状，以及

（c） 已清理其轨道周围的社区。

不幸的是，这导致冥王星从行星降级为矮行星，因为它不符合标准（c）。

此外，国际天文学联合会（IAU）第B5号决议将自己限制在我们太阳系内的行星，特别是与围绕单个恒星运行的行星有关。相比之下，大约50颗系外行星已被确认在双星（双星）系统中围绕一颗恒星运行。因此，包括系外行星在内的国际天文学联合会（IAU）新定义可能有助于为整个宇宙中的行星建立更好的框架。

虽然国际天文学联合会（IAU）的B5号决议被认为是行星的定性（非数学）定义，但最近的这项研究试图开发一个更定量（数学）的定义，或行星分类学（分类），可以涵盖太阳系内外的行星和卫星（卫星）。

为了实现这一目标，研究人员使用一系列方程式来计算行星体的“清除区域的能力”，这与IAU B5号决议的标准（c）相吻合，目的是确定行星体需要“清除区域”的大致大小。

其他方程也用于确定行星和卫星之间的差异。因此，这项研究最重要的结果是什么？

“我们建议，行星体可以根据易于测量的特性进行分类：轨道元素和质量，”马戈特博士告诉《今日宇宙》。

“我们发现，根据轨道元素和质量对太阳系天体进行无监督的聚类会产生不同的群。聚类揭示了卫星与行星的不同，并且揭示了这 8 颗行星与所有其他天体不同。这些群体的存在以及这些群体之间的差距为行星分类学提供了自然的分界线。

Margot博士继续说道：“我们强调关注在特定时间尺度内清理区域的能力，而不是已经清除区域的状态。前者是稳健的，易于量化和观察，后者难以实施和难以量化。

“我们提出了一个适用于所有恒星、恒星残骸和褐矮星的单一清除时间尺度。我们提出了一个与国际天文学联合会（IAU）建议一致的定义，但我们也研究了与这些建议相关的潜在困难。我们提出了一个更简单的、基于大众的提案，避免了其中一些困难。

该提案由以下定义组成：

行星是一个天体，

（a） 围绕一颗或多颗恒星、褐矮星或恒星残骸运行，以及

（b） 质量超过10²³kg，以及

（c） 质量小于 13木星质量 （2.5 × 10²⁸千克）。

卫星是围绕行星运行的天体。

总部位于法国巴黎，国际天文学联合会成立1919 年 7 月 28 日，在比利时布鲁塞尔，旨在促进和改善天文学的各个方面，包括科学研究、公共宣传和全球教育。

截至2024年5月，IAU由92个国家和12,738名成员组成。国际天文学联合会在其历史上举行了32届大会，目标是建立科学协议，或者就行星而言，在2006年第26届大会期间提供新的定义。

最近决议的示例包括保护射电天文学免受无线电干扰和紫外天文学的进展，均在 2021 年第 31 届大会上举行。因此，国际天文学联合会需要采取哪些步骤来实施这三个定义行星的标准？

“国际天文学联合会（IAU）有一个既定的程序来考虑和投票拟议的决议，”玛戈特博士告诉《今日宇宙》。

“在我看来，国际天文学联合会应该遵循其既定的程序，并考虑所有合理的意见。我们在 2024 年没有成功，但我们可能会在 2027 年大会之前重新提交，我们希望届时能取得更积极的结果。

如前所述，这项研究的动机源于2006年IAU B5号决议，该决议确立了行星的新定义，导致冥王星根据新标准从行星降级为矮行星。

这立即遭到了科学界的怀疑，包括艾伦·斯特恩博士他是2015年访问冥王星的新视野号任务的首席研究员，冥王星在2006年初新视野号发射后不到一年就被降级了。

这种阻力在政治上也有所体现包括加利福尼亚州、新墨西哥州和伊利诺伊州在内的几个州政府公开谴责降级。因此，在玛戈特博士看来，冥王星是否应该被重新归类为行星？

“冥王星是一个了不起的行星体，值得探索，”玛戈特博士告诉《今日宇宙》。

“然而，将冥王星与八颗行星归类是没有意义的。人们可能对2006年国际天文学联合会（IAU）行星定义的范围和精确度有合理的担忧，但至少国际天文学联合会决议的结果是明智的：冥王星不属于这八颗行星，需要被分配到不同的类别。我们的工作重点不是冥王星，而是量化和概括行星的定义。

在撰写本文时，美国宇航局已经确认了5,690颗系外行星的存在而且这个数字每天都在以稳定的速度增长，这意味着围绕多颗恒星运行的系外行星的数量也将增加。

因此，随着我们继续探索宇宙，行星的新定义可以为识别和表征系外行星及其各自的卫星（系外卫星）提供一个更好的框架。

这项最近的研究可以通过开发一种定量方法来定义我们太阳系内外的行星和卫星，从而帮助建立这一框架，这可能有助于塑造我们对宇宙及其在宇宙中的位置的理解。此外，使用数学来建立新的定义也可以消除定义行星的任何主观性。

“我们的提议中没有设计任何内容来保持行星数量的减少，”马戈特博士告诉《今日宇宙》。

“聚类分析对人类的感受完全不可知。它可能导致一组 8 颗行星、12 颗行星或 50 颗行星，我们会做完全相同的事情。它确定了8颗行星。

“那些对较小的天体不被认为是行星而感到懊恼的读者应该感到欣慰，因为这些天体同样值得探索。一个群体或另一个群体的分类不是科学重要性的指标。

这个新定义将如何帮助科学家在未来几年和几十年内更好地理解行星和系外行星？只有时间会证明一切，这就是我们科学的原因！

本文最初由今日宇宙.读原文.

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