为什么行星的定义总是在变化

克里斯托弗·帕尔马是宾夕法尼亚州立大学的天文学与天体物理学教学教授。本文最初发表于 The Conversation。

作为一名天文学家，我最常听到的问题是：为什么冥王星不再是行星了？十多年前，天文学家投票决定改变冥王星的分类。但这个问题至今仍然存在。

当我被直接问及是否认为冥王星是行星时，我告诉每个人我的答案是“否”。这要追溯到“行星”一词的起源。它来自希腊语，意为“游荡的星星”。在望远镜发明之前的古代，数学家兼天文学家克劳狄·托勒密称恒星为“固定恒星”，以区别于在天空中以特定方式移动的七颗“游荡者”。这七个天体是太阳、月亮、水星、金星、火星、木星和土星。

当人们开始使用“行星”一词时，他们指的是这七个天体。甚至地球最初也不叫行星，但太阳和月亮却是。

既然如今人们用“行星”一词来指代最初七个天体之外的许多天体，那么我们对其中一些天体产生争论也就不足为奇了。

尽管我接受过天文学家训练，研究过恒星和星系等遥远天体，但我对我们太阳系中的天体也很感兴趣，因为我教授几门行星科学课程。

小行星，第一批被降级的行星

“行星”一词被用来描述天王星和海王星，它们分别于1781年和1846年被发现，因为它们的运动方式与其他“游荡的星星”相同。像土星和木星一样，用望远镜观察它们时，它们比恒星看起来更大，因此被认为是更像行星而非恒星。

在发现天王星不久后，天文学家发现了更多游荡的天体——它们被命名为谷神星、智神星、灶神星和婚神星。当时它们也被认为是行星。通过望远镜，它们看起来像光点而不是圆盘。即使是遥远的海王星，用小型望远镜看也比恒星模糊。尽管这些其他新天体最初被称为行星，但天文学家认为它们需要一个不同的名称，因为它们看起来更像星星而非行星。

人们常说，发现天王星的威廉·赫歇尔（William Herschel）给它们起了“小行星”（asteroids）这个名字，意为“星状”，但最近，克利福德·坎宁安（Clifford Cunningham）声称，创造这个名字的人是查尔斯·伯尼二世（Charles Burney Jr.），一位杰出的希腊语学者。

如今，就像“行星”一词一样，我们对“小行星”一词的使用方式也不同了。现在它指的是成分主要是岩石、主要分布在火星和木星之间、形状大多不规则、比行星小但比流星体大的天体。大多数人认为小行星的定义很严格。但实际上并非如此，就像“行星”一词当初也没有严格定义一样。

在19世纪，大的小行星被称为行星。当时的学子们可能会认为行星有水星、金星、地球、火星、谷神星、婚神星、智神星、灶神星、木星、土星、天王星，以及后来的海王星。如今大多数书籍都说小行星与行星不同，但天文学家之间存在争论，认为“小行星”一词最初是用来指一种小型行星，而不是完全不同的一类天体。

Family portrait of Pluto’s moons — 冥王星的卫星全家福：这张合成图像展示了其最大的卫星卡戎（Charon）的一小部分以及其四颗小卫星。NASA/JHUAPL/SwRI

卫星与行星有何不同？

如今，科学家通过考察这些天体的性质来判断一个天体是否是行星。例如，你可能会说形状很重要；行星应该是大致球形的，而小行星可以是凹凸不平的。当天的文学家试图固定这些定义以使其更精确时，我们就产生了新的问题。如果我们用球形度来区分天体，那么卫星应该叫什么？如果卫星是圆的，它们应该被视为行星，如果不是圆的，就该是小行星吗？或者它们本身就与行星和小行星有所不同？

我将争辩说，我们应该再次审视“卫星”一词是如何指代绕行星运行的天体的。

当天的文学家谈论地球的月球（Moon）时，我们会将“Moon”大写，以表明这是一个专有名词。也就是说，地球的卫星名字就叫“月球”（Moon）。在人类历史上的很长一段时间里，它是唯一的已知月球，因此没有必要有一个词来指代绕另一天体运行的某个天体。这种情况随着伽利略发现了四颗绕木星运行的大天体而改变。它们现在被称为木卫一、木卫二、木卫三和木卫四，是木星的卫星。

这使得人们认为，卫星的技术定义是另一个天体的卫星，因此我们称许多绕火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星、阋神星、妊神星、小行星 Ida 以及大量其他小行星运行的天体为卫星。当你开始审视卫星的多样性时，有些，比如盖尼米德（Ganymede）和泰坦（Titan），比水星还大。有些与它们所绕行的天体大小相当。有些很小且形状不规则，有些则具有奇怪的轨道。

所以，它们并非都像地球的月球一样。如果我们试图固定卫星的定义及其与行星和小行星的区别，我们可能也需要重新考虑其中一些天体的分类。你可以争辩说，泰坦在许多方面比冥王星更像行星。你也可以争辩说，土星环中的每一个粒子都是一颗独立的卫星，这意味着土星有数十亿颗卫星。