将冥王星“踢出去”的关键定义缺乏文献支持？

行星的定义看来一时半会难有定论，请大家拿好爆米花准备看戏。

撰文 戚译引

2006年，国际天文学会（IAU）将冥王星踢出九大行星之列，这一决策在公众中引起轩然大波。许多天文学家对这个决定也不太满意。最近，发表在行星科学期刊《伊卡洛斯》（Icarus）上的一篇研究综述指出，将冥王星排除在外的关键定义“清空轨道”缺乏文献支持。

图片来源：NASA

什么是“清空轨道”？

根据 2006 年 IAU 确立的行星定义，一颗行星必须：

a）处在围绕太阳的轨道上；

b）具备一定的质量，自身的重力能让它克服刚体力，达到一个流体静力平衡状态，即形状接近球形；

c）能够清空轨道（也就是说它必须是轨道上最主要的万有引力源，在它的轨道和周围不能有其他质量相对较大的物体）。

冥王星正是因为不满足第三条定义而被排除在外。它的轨道与海王星的轨道交叉，而且与柯伊伯带（Kuiper belt）有较大的重叠，这是太阳系边缘的一片区域，类似于小行星带，但是要比小行星带大得多，其中漂浮着固态的甲烷、氨和水。目前冥王星被分类为柯伊伯带中的一颗矮行星。

柯伊伯带示意图，黄线为冥王星轨道 | 图片来源：NASA

但是等一下，这条定义是哪来的？

中佛罗里达大学（UCF）、佛罗里达太空研究所的行星科学家菲利普·梅兹格（Philip Metzger）和同事们回顾了过去 200 年的相关文献，发现只有 1802 年的一篇论文用这个定义来区分行星和非行星，而且文中的论证后来被证明是错误的。

实际上，天文学家们也并未严格遵守现行的行星定义。梅兹格说：“我们列出了一百多个近期案例，其中行星科学家对‘行星’一词的使用违反了 IAU 的定义，但是他们这么做是出于实用的考虑。”

“那是个含糊的定义。他们并没有说明什么是清空轨道。如果你认真执行这个标准，那么就没有行星了，因为没有一颗行星能清空轨道。”

行星定义之争

天文学家曾经将一些较大的卫星称为行星，例如土卫六（泰坦）和木卫二（欧罗巴）。梅兹格介绍，文献综述表明，对行星和其他天体（如小行星）的划分是从上世纪五十年代早期开始的，当时杰拉德·柯伊伯（Gerard Kuiper）发表了一篇论文，依据星体的形成过程进行分类。但是这个主张没有被纳入行星的定义中。

梅兹格认为对行星的定义应该基于它自身的性质，而不是其他会发生改变的外在条件，例如行星轨道上的活动。他建议，行星的分类标准应该仅仅看它是否足够大，即自身重力能否足以让它变成球形。

他说：“这不是一个随便的定义。这其实是行星演化过程中的一个重要里程碑，因为很显然，在这种情况下，行星内部将发生活跃的地质活动。”冥王星就拥有一个地下海洋，多层结构的大气，有机化合物，早期湖泊的痕迹和多颗卫星，“它比火星更加动感和充满活力，地质环境比它更复杂的行星就只有地球了”。

“新视野号”发回的冥王星表面照片 | 图片来源：NASA

实际上，许多天文学家提议将行星内在性质作为唯一的定义标准，但是也有不少人表示反对。去年，《福布斯》（Forbes）科技专栏作家、天体物理学博士伊桑·西格尔（Ethan Siegel）撰文指出，“天文学就像房地产行业，位置几乎意味着一切”。他认为，同样性质的天体放在不同的轨道上会有截然不同的表现，因此不能无视天体的位置，把任何球形的星体都称为行星。

在位置这个话题上，行星定义中的第一条“围绕太阳转动”也受到了一些质疑。一些系外行星科学家提议将这条标准改为“围绕恒星转动”，以便将太阳系之外的星体纳入行星的行列。去年 2 月，几位 NASA 科学家更提议将定义改为“围绕任何一个星体转动”，按照这种方式，太阳系中将马上“多出”上百颗行星，不仅冥王星能够归队，月球也会成为一颗行星。

行星的定义看来一时半会难有定论，或许就像科技媒体 ScienceAlert 的导语所说的，“去拿点爆米花，马上回来”。

论文信息

【标题】The Reclassification of Asteroids from Planets to Non-Planets

【作者】Philip T. Metzger, Mark V. Sykes, Alan Stern, Kirby Runyon

【时间】29 August 2018

【摘要】It is often claimed that asteroids’ sharing of orbits is the reason they were re-classified from planets to non-planets. A critical review of the literature from the 19th Century to the present shows this is factually incorrect. The literature shows the term asteroid was broadly recognized as a subset of planet for 150 years. On-going discovery of asteroids resulted in a de facto stretching of the concept of planet to include the ever-smaller bodies. Scientists found utility in this taxonomic identification as it provided categories needed to argue for the leading hypothesis of planet formation, Laplace's nebular hypothesis. In the 1950s, developments in planet formation theory found it no longer useful to maintain taxonomic identification between asteroids and planets, Ceres being the primary exception. At approximately the same time, there was a flood of publications on the geophysical nature of asteroids showing them to be geophysically different than the large planets. This is when the terminology in asteroid publications calling them planets abruptly plunged from a high level of usage where it had hovered during the period 1801 – 1957 to a low level that held constant thereafter. This marks the point where the community effectively formed consensus that asteroids should be taxonomically distinct from planets. The evidence demonstrates this consensus formed on the basis of geophysical differences between asteroids and planets, not the sharing of orbits. We suggest attempts to build consensus around planetary taxonomy not rely on the non-scientific process of voting, but rather through precedent set in scientific literature and discourse, by which perspectives evolve with additional observations and information, just as they did in the case of asteroids.

【地址】https://doi.org/10.1016/j.icarus.2018.08.026 

参考来源：

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/09/180907110422.htm

https://www.sciencealert.com/experts-say-there-s-enough-evidence-to-make-pluto-a-planet-again

https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2018/05/08/you-wont-like-the-consequences-of-making-pluto-a-planet-again/#6100d6d23422

https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2017/pdf/1448.pdf

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