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太阳将迎娶第十位“新娘”? www.thebeijingnews.com · 2006-7-31 9:31:25 ·来源:新京报
“齐娜”、冥王星争夺太阳系行星权科学家8月投票表决
在遥远的古代,天体观察者们认定了天上有五颗行星:水星、金星、火星、土星和木星。稍晚一点时候,人们发现,原来我们的地球也是一颗行星。接下来,每个世纪都有新星的出现,18世纪发现了天王星,19世纪发现了海王星,到了20世纪,小小的冥王星也成了行星中的一颗。现在,连小孩子都知道天上有九颗行星,不是吗?
不过,太阳系可能并非那么简单。
新行星齐娜(Xena)将有可能成为太阳系的第十个行星,另一种可能是,“九大行星”这种说法将不复存在。两年前齐娜的发现引起了科学家不少的争议,因为它和冥王星同样属于柯伊伯天体,而后者本身在是否是行星上就存在不少的争议。
下月在捷克首都布拉格召开的国际天文学联盟大会上,两千名天文学家将就是否把齐娜列入太阳系第十大行星进行表决,同时,他们也可能会决定是否修改行星的定义。 艺术家根据想象创作出的齐娜(左)图,其背后还有卫星,远处是太阳。 齐娜和冥王星在太阳系中的位置。2003UB313为齐娜,Pluto为海王星。四个圈分别是木星、土星、天王星和海王星的轨道。黄点为太阳。
观察到的齐娜三张照片的组合,照片于2003年10月21日拍摄,三张分隔一个半小时,从图中可见,齐娜以极其缓慢的速度在运行。
新星争议有先例
2003年,美国加州理工学院的科学家麦克·布朗等人在太阳系的边缘发现一颗新星,当时正式编号为UB313,这个发现是自1930年冥王星出现后最大的轰动。但是,尽管当年已经给这颗星拍摄了照片,但一直到2005年,它才被正式命名为行星齐娜。
齐娜沿着倾斜的轨道围绕太阳旋转,轨道长约557光年,它将在21世纪中叶到达轨道最远处,黄道十二宫的牧羊座。这颗星体由大量的岩石和冰组成,距太阳90亿公里。
2005年9月,科学家还发现齐娜可能还带有一颗卫星,并为之取名为加布尔埃尔,而到了后一年,经哈勃望远镜证实,其直径在1490公里之上,这就意味着,它虽然比月球小,但却比行星冥王星要大。
如果冥王星本身没有争议的话,则齐娜的入选也不会有什么问题。
尽管因为绕太阳旋转,并且质量足够大,齐娜符合了行星的标准,但是同样符合标准的冥王星从它进入九大行星系列,就一直存在争议。
1930年发现的冥王星是九大行星中最小、离太阳最远的一颗,它的特殊性在于其位于柯伊伯冰带中,所谓的柯伊伯冰带处于靠近海王星的地方,由大量的冰体组成,其中直径超过62公里的大约有7万个星体,而冥王星则属于较大的那种。
在高度望远镜帮助下,在柯伊伯冰带中有不少新的星体被发现,好几个接近冥王星的大小。所以,尽管科学家测出了冥王星的大小、质量、卫星和轨道,但冥王星首先只是一个较大的柯伊伯冰体而并不是行星。假设它被列入行星行列,则包括齐娜在内的众多同类冰体也应该被列入。只是因为发现冥王星的时候早,当时并没有考虑到这个问题,但随着更多柯伊伯冰体的发现,这个问题就被提到台面上了。
九大还是十大?这是个问题
对于冥王星的争议在三年前发现UB313后变得白热化起来。后来改名为齐娜的UB313也处于柯伊伯冰带中,其直径有3000公里,比冥王星直径长出700公里,约占后者的30%.而齐娜的轨道也长达557光年,形成一个非常狭窄的椭圆,有着38到98个天文单位的变化(相当于从地球到太阳的距离),而冥王星的轨道只有29到49个天文单位的变化。
这也就是说,如果冥王星被评为了九大行星之一,那齐娜就更有资格占有一席之地,齐娜的质量比冥王星大,并且,虽然它的位置比冥王星离太阳更远,但在有的时候会比后者更靠近太阳,更甚的是,齐娜可能还带有卫星加布尔埃尔。
可是,如果齐娜被列入了第十大行星,问题又会接踵而至。因为在柯伊伯冰带中,还存在上千颗此类的小行星,已经发现的就有四颗:赛纳斯(Ceres)、雅典娜(Pallas)、朱诺(Juno)和法斯特(Vesta)。
现在问题就归结到:行星,究竟是什么?
国际天文联盟在2001年为太阳系外行星定义进行了补充,并在2003年进行了修改。其定义中说,太阳系外行星就是沿轨道转动的天体或者恒星的残留物(如脉冲星),其在氘的热核反应后必须达到一定的质量,这个质量的上限是木星质量的13倍。
问题出在下限上,国际天文联盟给出的答案是:太阳系外行星的最小质量必须小于太阳系行星。这样就还是回到了一直没解决的问题:如果科学家用高度望远镜发现了和冥王星差不多大小的天体,其是否被列入太阳系行星行列,就得看它的质量大于还是小于冥王星。而冥王星作为一个标准,本身就不确定。
综上所述,这次的天文学大会可能以三种结果告终:第一种结果,齐娜成为太阳系第十大行星,以其为标准,马上就会有接二连三的新行星出现,从此人们可能就得记住三十多颗以至更多的行星了。第二种结果,齐娜并没有成为第十大行星,以此为标准,冥王星也可能从行星列表中退出,这对于世界各地已出版的天文教科书也许不是一件好事。第三种结果就是没有结果,太阳系依旧保持在九大行星。
科学家难达成统一意见
在麦克·布朗刚发现冥王星的时候,他就听说了国际天文联盟的专家们可能将举行大会讨论这个问题,不过,这个传闻直到三年之后才变成现实。这三年时间内,天文学家们首先成立了专门的委员会来定义“什么是行星”,去年,他们给“冥王星和其他更大的星”表决下了定义,同时,这个委员会询问了美国天文协会行星科学部的专家意见,而今年的八月,国际天文联盟将举行大会制定最终决定。
天文学家们在行星的定义上有着很大的分歧。2005年国际天文联盟没能成功给出一个大家公认的行星定义,相反,科学家们给出了五花八门的意见。
有一部分天文学家认为,只要直径在2000公里以上,就可以被认作是行星,这样,冥王星可以保留在行星的位置上,并且还有好多星体会加入这个行列,包括齐娜。但其他一些科学家认为这样的判定过于武断。
而有的科学家则认为应该在体积上有所限制,这样才能具有重力以保持稳定的形状。据此,有的科学家认为,所有的行星可以根据位置和组成分为四大类:陆地行星(Terrestrialplanets)———如地球和火星;超大行星(Jovianplanets)—大行星如木星;次大行星(Cisjovianplanets)—大天体如赛纳斯;过渡行星(Trans)—海王星类行星,如冥王星。
另外一些成员则建议根据构成和大小分类:“类地行星”—如地球和火星般由岩石构成:“气态巨行星”—如木星和土星般由气体构成;“冰态巨行星”—终年寒冷的天王星和海王星;以及“冰矮星”—冥王星、齐娜、塞德娜等柯伊伯带天体。
其他提议还有,按照离太阳距离远近来划分,如将距离太阳比木星更近的命名为“木内行星”,将距离太阳比海王星更远的如冥王星等,命名为“跨海王行星”。
这样看来,下月进行的天文学大会也许会是一场混战。
不过,在达成一致意见上,有的天文学家还是有着自信,“我不认为在取得共识上,专家们会有很大的困难。”大会组委会10人小组成员之一罗宾·韦廉姆斯这么说。
新知补丁
齐娜(Xena):在齐娜被决定是否列入太阳系第十大行星前,齐娜就是这个天体的名字,来源于古希腊神话。这颗天体超越冥王星,成为柯伊伯带中最大的行星,也是目前发现绕太阳运行天体中最遥远的行星,离太阳10亿公里,是冥王星与太阳距离的三倍。轨道长度也两倍于冥王星。因为距离太远,对这颗星球的观察只能得出其直径小于3000公里。这颗星由岩石和水组成,亮度和冥王星差不多。2003年,美国加州理工学院的麦克·布朗小组发现了这颗行星,并编号为UB313,暂时命名为齐娜,他们直到去年才向外界公布这个发现。
柯伊伯带(KuiperBelt):根据荷裔美籍天文学家柯伊伯(GerardKuiper)命名,他在20世纪50年代研究冥王星时,提出一个假设,即冥王星存在于一大群物体中,自90年代开始,科学家开始逐渐发现聚集了大量天体的区域,其中大约7万个直径大于100公里的天体,另外,可能还存在数目更为巨大的零碎天体,它们可能是早期太阳系中物质凝聚成各大行星过程中剩下来的残渣。这片区域离太阳最远,其中的天体大多是绕行太阳的彗星和冰体,其轨道面与行星相似。充满岩石和冰的柯伊伯带是太阳系中最冰冷、最黑暗的区域。冥王星曾被认为是柯伊伯带中最大的行星,这个纪录在齐娜被发现后被打破。
编译:本报记者金煜
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