冥王星降級風(fēng)波

林　清

無論是在教科書上，還是課外讀物上，我們早已熟知太陽系擁有九大行星。但2006年8月24日，捷克首都布拉格卻傳出了一個驚人的消息：冥王星降級了!九大行星變成了八大行星!冥王星搖身一變，成了矮行星。

為什么要改變冥王星的地位，矮行星又是怎么回事?而且這一切居然是用投票的方式來決定的!天文學(xué)家是不是在開玩笑？

行星降級早有先例

古人對點點繁星崇拜不已。他們發(fā)現(xiàn)，天空中絕大多數(shù)星星之間的相對位置似乎都是不變的。于是，他們就把這些星星稱為恒星。不過，古人也注意到，相對于不變的星空背景而言，水星、金星和火星等總在緩慢地移動著的，看似在星空中漫游，于是把它們稱為“行星”。

1801年元旦之夜，意大利的皮亞齊發(fā)現(xiàn)了谷神星。最初，它也被認為是同水星、金星和火星等一樣的大行星，但人們很快就測出它的質(zhì)量太小，與其他的大行星很不相稱。隨后，人們又在類似的軌道上發(fā)現(xiàn)了一系列小天體，如婚神星、灶神星等。于是，人們決定將它們單獨歸為一類，稱為小行星。目前已經(jīng)命名的小行星超過了13萬個。

由此可見，在太陽系的探索過程中，行星降級早有先例。人們對太陽系的認識是不斷發(fā)展和完善的。所以，這一次冥王星地位的改變，也不是什么難以接受的驚人之舉。

尋找第十大行星帶來的挑戰(zhàn)

自從1930年美國的湯博發(fā)現(xiàn)了冥王星之后，許多人就想發(fā)現(xiàn)第十大行星。直到1992年，隨著現(xiàn)代大型望遠鏡的陸續(xù)建成和更高靈敏度探測器的投入使用，人們才終于在冥王星那么遙遠的區(qū)域又發(fā)現(xiàn)了一個新天體——1992QB1。它是第十大行星嗎?經(jīng)過初步測量，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)它的個頭太小，只能算作一個跑得太遠的小行星。

但隨后幾年，人們又在海王星軌道之外的地方，發(fā)現(xiàn)了越來越多的這一類天體。因為這些天體的軌道一般都在海王星軌道之外，所以天文學(xué)家把它們稱為海外天體。這其中的很多天體也可以稱為柯依伯帶天體?？乱敛?Gerard Kuiper，1905－1975)是美國天文學(xué)家，他在1951年就曾天才地推測這個遙遠而廣闊的區(qū)域中可能存在大量的冰狀物體。

更為驚人的是，不斷有發(fā)現(xiàn)較大個頭新天體的消息被報道出來，從夸歐爾(Quaoar)到塞德娜(Sedna)，每一次都帶給人們似乎發(fā)現(xiàn)了第十大行星的欣喜，但很快又因為它們的個頭比不上冥王星而被排斥。

冥王星的個頭實在太小，甚至比我們的月亮還小，它之所以被冠以行星的稱號，很有一點渾水摸魚的味道。剛發(fā)現(xiàn)它時，它是那個區(qū)域獨一無二的大天體，而且當(dāng)時對它真實大小的測量有較大的偏差，最大的測量報告甚至達到了直徑1萬千米。后來科學(xué)家才確定，它的真實直徑僅為2300千米，在行星世界里只是一個小不點。但木已成舟，它已經(jīng)被歸入了九大行星的行列。后來人們還發(fā)現(xiàn)，冥王星的運行軌道很扁，而且這個軌道平面與太陽系其他天體繞太陽運轉(zhuǎn)的軌道平面有很大的傾角。這些特征都讓人們心生疑慮，冥王星夠得上一個行星的資格嗎?既然冥王星能不能稱為行星都要受到懷疑，那么任何一個比它還小的天體，又怎么可能獲得第十大行星的珠榮呢?

隨著新天體2003UB313的橫空出世，真正的挑戰(zhàn)終于出現(xiàn)了。美國科學(xué)家邁克爾·布朗(Michael E．Brown)于2005年7月正式公布了這個發(fā)現(xiàn)。最新測量表明，它的直徑有2400千米，超過了冥王星!布朗欣喜地認為這個天體應(yīng)該夠得上行星的稱號了，它為這個“新生兒”起名叫“齊娜(Xena)”。

矛盾隨之就產(chǎn)生了。天文學(xué)家們分成了兩派。其中一派認為：齊娜應(yīng)該是行星，但那些個頭比冥王星略小的其他新天體，比如夸歐爾、塞德娜等，也應(yīng)該是行星，因為它們之間并沒有本質(zhì)的區(qū)別。數(shù)百個海外天體之間似乎也并無明顯的界限，怎么判定哪個是行星，哪個又不是呢?另一派天文學(xué)家則認為：不僅齊娜不能稱為行星，其實連冥王星也不夠格。冥王星其實只是海外天體中較大的一個。因此這一派天文學(xué)家認為應(yīng)該把冥王星從九大行星中除名!新發(fā)現(xiàn)的天體和冥王星一起，應(yīng)該歸為新的一類天體。

為什么要尋求行星定義

既然各有各的道理，天文學(xué)家們就為難了，到底是將行星隊伍擴編呢，還是干脆將冥王星降級?當(dāng)然還有其他各種各樣的方案，但是誰也說服不了誰。前者的難題在于怎樣劃界?后者則牽扯到復(fù)雜的感情因素。要把冥王星排斥出行星隊伍，“冥粉”們很難接受。

產(chǎn)生矛盾的根源其實在于行星的定義。事實上，行星這個詞的原意“漫游”已經(jīng)不能概括現(xiàn)代科學(xué)揭示出的行星本質(zhì)。到底什么樣的天體才能算得上是行星?現(xiàn)代科學(xué)其實并沒有給出過其明確的定義。而一旦定義明確了，那么誰是行星，誰不是行星，就容易做出判斷了。

世界各國天文學(xué)家公認的權(quán)威組織是國際天文學(xué)聯(lián)合會(International Astronomical Union，IAU)，因此這樣一個極其敏感的問題就需要由這樣一個權(quán)威組織做出仲裁。IAU委托一些專家就太陽系已發(fā)現(xiàn)各種天體的性質(zhì)進行了細致認真的分析，希望從中歸納出一個理想的分類方案。但在具體操作中，由于眾多的天文學(xué)家對這個問題的意見分歧非常大，很難拿出大家都滿意的方案。IAU無奈之下只能做出決定，在2006年召開的第26屆IAU大會上，由與會代表投票決定是否接受新的定義方案。

行星定義使冥王星降級

2006年8月26日，全世界天文學(xué)家的代表們通過投票表決，終于得出了具體的方案。表決結(jié)果為行星這個概念給出了一個明確的定義。一個天體要稱為行星，必須具備以下這幾個要素：

(1)環(huán)繞太陽運轉(zhuǎn)。

(2)質(zhì)量足夠大，以使其外形保持近似球形。

(3)該天體應(yīng)該清空了其軌道附近的區(qū)域。也就是說，它應(yīng)該是運行軌道中惟一的天體，而不允許其他天體與它共享該軌道。

這幾個要素中的第3條是決定冥王星地位的關(guān)鍵!和小行星帶一樣，冥王星的軌道上充滿了各種各樣的海外天體，它不是這里的“霸主”。于是，冥王星被迫“離開”了行星家族。

但是冥王星與那些奇形怪狀的小行星畢竟不同。天文學(xué)們就為這類天體創(chuàng)造了一個新名詞一矮行星(dwarf planet)。它和行星的區(qū)別就在于：行星的軌道是獨享的，而矮行星的軌道上還有許多別的矮行星或小行星與其共享。矮行星的地位介于行星和小行星之間。它雖然不是軌道上的“霸主”，但仍然保持了球形天體的“尊嚴”。

根據(jù)這種定義，原來小行星帶的老大谷神星、挑戰(zhàn)冥王星地位的齊娜以及冥王星自己，就一起成了第一批被確認的矮行星。其實，已發(fā)現(xiàn)的小行星和海外天體中，還有一些也是符合矮行星定義的，只是這次會議太過匆忙，它們暫時只能作為候選者，是否能夠真正成為矮行星，還有待IAU細心地逐一進行評估。

有趣的是，IAU隨后又對齊娜進行了正式的官方命名?，F(xiàn)在，它的名字為Eris，這是古希臘神話中的爭吵與不合之神，倒是與它在這場風(fēng)波中所起的作用相當(dāng)吻合。Eris的音譯為“厄里斯”。其規(guī)范的中文名字還沒出來，可能是“鬩神星”鬩(xì)是不和，爭吵的意思。

太陽系新家譜

行星終于有了科學(xué)的定義。雖然在天文學(xué)家的眼中，它還存在著這樣那樣的缺點，但畢竟是一個經(jīng)過了多年認真調(diào)研，聽取廣泛意見而形成的科學(xué)定義，體現(xiàn)了科學(xué)家的智慧。相比于原來沒有嚴格定義的狀態(tài)而言，這是一大進步。

根據(jù)這個最新定義，現(xiàn)在太陽系的家譜是：太陽仍然是家長；八大行星帶著各自的衛(wèi)星圍繞太陽運行；在火星和木星之間是眾多小行星組成的小行星帶，其首領(lǐng)為谷神星；海王星之外則是眾多的海外天體，冥王星和厄里斯為其首領(lǐng)；此外就是太陽系的流浪漢——彗星，還有各種各樣的行星際塵埃物質(zhì)和稀薄的氣體。它們共同構(gòu)成了豐富多彩的太陽系。

經(jīng)歷了這樣一個風(fēng)波，盡管很多人在感情上對冥王星的行星地位難以割舍，但科學(xué)終究要求我們回歸理性。從這場風(fēng)波中，我們可以看到：任何科學(xué)的認識都不可能一蹴而就，對太陽系的認識也是這樣。從最早的日月五行到九大行星，再到現(xiàn)在的八大行星和矮行星，這是一個不斷深化的過程，體現(xiàn)的是科學(xué)的不斷發(fā)展和完善。

讓我們從現(xiàn)在開始，問候八大行星的太陽系吧。