冥王星和谷神星可能很快会重新成为行星

今年对太阳系外围的任务将动摇行星家族树

谷神星是小行星带中最大的天体,美国宇航局的黎明号探测器将于 2015 年 3 月 6 日抵达这颗矮行星。

冥王星是柯伊伯带中最大的天体,美国宇航局的 新视野号 探测器将于 2015 年 7 月 15 日抵达这颗矮行星。

美国国家航空航天局 (NASA)

这两个事件将使 2015 年成为太阳系探索和发现激动人心的一年。但这个故事比单纯的科学还有更多。我预计 2015 年将成为一年,基于我们对这两个天体的新认识,普遍共识将使冥王星重返行星行列,并将谷神星也加入我们的太阳系行星大家庭。

国际天文学联合会 (IAU) 中一小撮“讨厌冥王星的人”在 2006 年将冥王星“降级”了。在 2006 年,国际上注册的约 10,000 名国际天文学联合会成员中,只有 237 人投票赞成将冥王星重新定义为“矮行星”的 决议,而 157 人投票反对;另外 9,500 名成员在国际天文学联合会大会布拉格会议闭幕时并未出席,会议在此期间进行了将冥王星降级的投票。然而,冥王星的官方行星地位被剥夺了。

谷神星和冥王星都是球形天体,像水星、地球、木星和土星一样。这是行星定义的一部分。它们都围绕一颗恒星——太阳——运行,像金星、火星、天王星和海王星一样。这也是行星广泛接受的定义的一部分。

然而,与较大的行星不同,根据国际天文学联合会的定义,谷神星和冥王星一样,“尚未清除其轨道附近区域”。小行星带显然是谷神星的“邻里”,而柯伊伯带是冥王星的“邻里”——尽管行星“邻里”没有定义,也没有就“清除邻里”达成一致的理解。此外,对于为什么“清除邻里”是物体被视为行星的必要条件,目前也没有广泛的共识。

JPL

一些行星天文学家会争辩说,如果将地球置于柯伊伯带,它将无法清除其邻里,因此根据国际天文学联合会的定义,它将不被视为行星;显然地点很重要。在这里是行星,在那里就不是行星。我认为地点不应该重要;相反,天体本身的内在属性应该更重要。因此,我们又回到了谷神星和冥王星。

人类航天器从未到访过谷神星和冥王星,正如我们将很快目睹的那样,它们都是不断演变、变化的行星。昨天,谷神星和冥王星还是陌生人,遥远的、几乎不为人知的太阳系中的弱小成员。但到今年年底,我们将把我们的热情和关注倾注在这两个天体上,我们将欢迎它们进入我们的怀抱。而且我们几乎可以肯定地再次称它们为行星。

谷神星,暂定行星

F. Bordiga

谷神星由意大利天文学家朱塞佩·皮亚齐于 1801 年元旦发现,他是被誉为“天体警察”的国际天文学家团队的成员,该团队正在搜寻火星和木星轨道之间一颗所谓的失踪行星。发现时,谷神星立即被认为是行星,是当时已知的第八颗行星(当时海王星和冥王星都还没有被发现)。

但在几年之内,小行星带中的其他天体被发现,谷神星似乎不再那么引人注目。1802 年,伟大的天文学家威廉·赫歇尔建议,谷神星、谷神星和任何其他较小的太阳系天体都应该被称为小行星——意为“星状”。在望远镜图像中,它们非常小,看起来像点状,像星星,而不是像行星那样的盘状。因此,在冥王星被发现一个多世纪前,谷神星就被“降级”了。

但谷神星仍然很突出。它是迄今为止最大的小行星,直径近 1000 公里(直径是第二大小行星灶神星的两倍),尽管形状不完全是球形的。

在冥王星被发现一个多世纪前,谷神星就被“降级”了。

就像地球和其他行星内部一样,行星科学家认为很久以前,谷神星中较重的物质与较轻的物质分离并下沉形成了一个核心。

天文学家认为谷神星富含水——谷神星中多达三分之一可能是水——可能有一个稀薄的大气层。表面明亮的白色斑点甚至可能是巨大的冰湖。谷神星可能拥有和地球一样多的淡水,拥有类似地球的极冠,甚至可能有一个类似木卫二和土卫二的地下液态水层。

NASA/JPL/Space Science Institute

从本月开始,我们将开始了解更多关于这些诱人的可能性。随着我们对谷神星的了解和熟悉程度的提高,我们将无法找到允许我们继续将谷神星归类为“非行星”的有意义的标准。谷神星将继续是一颗小行星,但在 2015 年,我们将认识到矮行星也是行星。

冥王星的短暂行星时代

美国国家航空航天局 (NASA)

当克莱德·汤博于 1930 年发现冥王星时,许多天文学家确信一颗大行星围绕太阳运行,在海王星之外。但他们却发现了冥王星,与地球和海王星相比,冥王星很小,但比谷神星大两倍多,直径为 2,300 公里。

冥王星的轨道也很不寻常,它与海王星的轨道交叉,但它的交叉方式使其永远不会与海王星相撞。

冥王星近代的麻烦始于 1992 年,当时天文学家 David Jewitt 和 Jane Luu 在现在被称为柯伊伯带的太阳系区域发现了第一个天体。而谷神星所在的小行星带主要由在火星和木星轨道之间围绕太阳运行的房屋和山峦大小的岩石组成,柯伊伯带则主要由在海王星轨道之外围绕太阳运行的房屋和山峦大小的冰块组成。事实证明,冥王星是柯伊伯带中最大的天体之一。

Tom.Reding, CC BY-SA
Pluto And Charon
NASA/约翰霍普金斯大学应用物理实验室/西南研究所

那么冥王星是什么?

冥王星是我们太阳系中最后一个未被探索的行星。柯伊伯带可能包含数百个像冥王星这样的行星世界。它们可能是太阳系中最多的世界;它们可能共同拥有所有固体表面行星的总表面积。

NASA、ESA 和 M. Showalter (SETI研究所)

冥王星有一个大卫星卡戎,以及至少四个小卫星:尼克斯、海德拉、刻耳柏洛斯和斯提克斯。它有一个大气层,随着冥王星在其 248 年的绕日轨道上变暖和变冷而膨胀和收缩。表面很可能富含水冰,并富含甲烷、氮气和一氧化碳霜;这些冰可能含有复杂的有机分子。

新视野号任务有望回答我们关于冥王星的无数问题。它是如何形成的?大气层由什么组成?表面是什么样的?冥王星有磁场吗?卫星是什么样的?冥王星有地下海洋吗?冥王星的卫星卡戎是纯水冰吗?

NASA肯尼迪

冥王星保守了它四个半十亿年的秘密。但几个月后,几位勇敢的人类将揭开冥王星的面纱,说“你好,冥王星,我们来了。”冥王星将开始与我们分享它的秘密。当它这样做时,就像谷神星一样,我们对冥王星的熟悉将帮助我们认识到,冥王星是,曾经是,并且一直是一颗行星,尽管它很小。

我们一生中只有一次机会首次访问谷神星和冥王星。今年。3 月 6 日和 7 月 15 日。在你的一生中。在这个不可思议的矮行星之年。准备好庆祝吧。谷神星和冥王星正在回家。

David Weintraub 是范德堡大学的天文学教授。

本文最初发布在 The Conversation。阅读 原始帖子.

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