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重新定義宇宙中的行星

2024-07-16科學

一項新提案試圖改變行星的科學定義,目前行星需要繞太陽執行。

  • 國際天文學聯合會將行星定義為圍繞太陽執行的天體,其品質足以使重力迫使其形成球形,並清除了圍繞太陽的軌域附近的其他物體。

  • 科學家們現在認識到數千顆行星的存在,但國際天文學聯合會的定義僅適用於我們太陽系內的行星。

  • 新提出的定義規定,天體可以圍繞一顆或多顆恒星、褐矮星或恒星殘骸執行,並設定了適用於各地行星的品質限制。

  • 行星科學家正在提出一種新的行星定義,以取代許多研究人員認為以太陽為中心且過時的行星。目前的定義——由國際天文學聯合會(IAU)於2006年建立,該組織正式命名太空中的物體——規定要成為行星,天體必須在我們的太陽系內繞太陽執行。

    將定義擴充套件到太陽系之外

    然而,科學家們知道,圍繞太陽系外恒星執行的天體相當普遍,即將發表在【 行星科學雜誌 】上的一篇文章主張對行星進行新的定義,包括不受太陽系邊界的限制。該提案還提供了定量標準,以進一步闡明行星的定義。

    該文章的主要作者、加州大學洛杉磯分校 地球、行星和空間科學以及物理學和天文學教授讓-呂克·瑪戈特(Jean-Luc Margot)將在2024年8月的國際天文學聯合會大會上提出擬議的新定義。

    當前定義及其局限性

    根據目前的定義,行星是圍繞太陽執行的天體,其品質足以使重力迫使它變成球形,並清除了圍繞太陽的軌域附近的其他物體。

    「目前的定義特別提到了繞太陽執行。我們現在知道有數千顆行星的存在,但國際天文學聯合會的定義僅適用於我們太陽系中的行星,「瑪戈特說。我們提出了一個新的定義,可以套用於圍繞任何恒星、恒星殘骸或褐矮星執行的天體。

    新的通用定義

    作者認為,雖然繞太陽執行的要求過於具體,但國際天文學聯合會定義中的其他標準過於模糊。例如,它說一顆行星已經「清除了它的軌域」,但沒有說明這意味著什麽。擬議的新定義包含可量化的標準,可用於定義太陽系內外的行星。

    在新的定義中,行星是一個天體,它:

  • 圍繞一顆或多顆恒星、褐矮星或恒星殘骸執行,並且

  • 比 10 23 公斤大,並且

  • 品質小於 13 木星 品質(2.5 X 10 28 公斤)。

  • 建立基於動態優勢的分類法

    Margot和英屬哥倫比亞大學的合著者Brett Gladman和加利福尼亞州特曼庫拉Chaparral高中的學生Tony Yang對太陽系中物體的內容進行了數學演算法,以檢視哪些物體聚集在一起。該分析揭示了我們太陽系中行星所共有的不同品質群體,這些品質可以作為建立行星分類法的起點。

    例如,如果一個物體有足夠的重力透過積累或彈出附近的較小物體來清除路徑,則稱它為動態主導。

    「我們太陽系中的所有行星都是動態主導的,但其他物體 - 包括冥王星 等矮行星和小行星 - 不是,」瑪戈特說。「所以這個內容可以包含在行星的定義中。

    修訂行星地位標準

    對動態優勢的要求提供了品質的下限。但潛在的行星也可能太大而無法適應新的定義。例如,一些氣態巨行星是如此之大,以至於氘發生了熱核融合,該物體變成了稱為褐矮星的亞恒星,因此不是行星。這個極限已被確定為13個或更多木星的品質。

    另一方面,目前對球形的要求更成問題。遙遠的行星很少能被觀測到足夠詳細的程度,無法確定它們的形狀。作者認為,形狀要求很難實作,以至於它實際上對定義目的毫無用處,即使行星通常是圓形的。

    行星定義的未來前景

    「將定義錨定在最容易測量的量 - 品質 - 可以消除關於特定物件是否符合標準的爭論,」格拉德曼說。「這是當前定義的一個弱點。

    好訊息是,在太陽系中,大於10 21 公斤的天體似乎是圓形的。因此,所有滿足建議的品質下限 10 23 kg 的物體都應是球形的。

    雖然國際天文學聯合會(IAU)對行星定義的任何正式改變都可能還需要幾年時間,但瑪戈特和他的同事們希望他們的工作能夠引發一場對話,從而改進定義。