行星的真正定義是什麽？未來會有一個更精細的定義嗎？ 這是最近發表在【行星科學雜誌】上的一項研究試圖探討的問題。這項研究由來自美國和加拿大的研究團隊進行，他們試圖為「行星」找到一個新的定義。這項研究可能會挑戰國際天文學聯合會（IAU）在2006年提出的行星定義，當時IAU的決議B5將冥王星從行星降為矮行星。
【今日宇宙】雜誌采訪了這項研究的主要作者讓-呂克·馬戈特博士，他是加州大學洛杉磯分校地球、行星與空間科學系的教授。馬戈特博士討論了研究的動機、重要發現、IAU需要采取的步驟來實施他的新定義，以及他是否認為冥王星應該重新被歸類為行星。那麽，是什麽促使他們進行這項研究呢？
「IAU的決議B5存在問題——它定義模糊，沒有包括系外行星——這些問題不會自己消失，」馬戈特博士對【今日宇宙】說。「我們的科學界和公眾需要對‘行星’和‘衛星’這樣的天體物理術語有更清晰的定義。我們已經花了18年的時間來發現問題並思考可能的解決方案。我們有理由相信，2024年的我們比2006年更有能力得出一個好的結果。」
根據IAU的決議B5，行星的定義包括：
- 繞太陽執行；
- 有足夠的質素，使其自身重力克服剛體力，從而呈現近乎圓形的形狀；
- 清除了其軌域周圍的區域。
然而，這導致冥王星不符合第三條標準，被降級為矮行星。此外，IAU的決議B5只適用於我們太陽系內的行星，特別是繞單顆恒星執行的行星。相比之下，已經有大約50顆系外行星被確認在一個雙星系統中繞一顆恒星執行。因此，一個包含系外行星的新IAU定義可以幫助為整個宇宙中的行星建立更好的框架。
盡管IAU的決議B5被認為是行星的定性定義，但這項最近的研究試圖開發一個更定量的定義，或行星分類學，可以包括我們太陽系內外的行星和衛星。研究人員使用一系列方程式來計算一個行星體的「清除區域的能力」，目的是確定一個行星體需要達到的大致大小才能「
清除一個區域」。他們還使用了其他方程式來確定行星和衛星之間的區別。那麽，這項研究的一些最重要的結果是什麽？
「我們建議根據容易測量的內容對行星體進行分類：軌域元素和質素，」馬戈特博士對【今日宇宙】說。「我們發現，根據軌域元素和質素對太陽系天體進行聚類會產生不同的組。聚類揭示了衛星與行星的區別，也揭示了8顆行星與其他所有天體的區別。這些組的存在以及這些組之間的差距為行星分類學提供了自然的分界線。」
馬戈特博士繼續說：「我們強調在特定時間尺度內清除區域的能力，而不是已經清除區域的狀態。前者是穩健的，容易量化和觀察，後者是難以實施和量化的。我們提出了一個適用於所有恒星、恒星殘骸和棕矮星的單一清除時間尺度。我們提出了一個與IAU建議一致的定義，但我們也檢查了與這些建議相關的潛在困難。我們提出了一個基於質素的更簡單的提議，避免了其中的一些困難。」
這個提議包括以下定義：
總部設在法國巴黎的IAU成立於1919年7月28日，其目標是促進和改善所有方面的天文學，包括科學研究、公眾宣傳和全球教育。截至2024年5月，IAU由92個國家和12738名會員組成。IAU在其歷史上舉行了32次大會，目的是建立科學協定，或者在行星的情況下，在2006年第26次大會上提供新的定義。更近期的決議包括在2021年第31次大會上對無線電幹擾的保護和紫外天文學的進步。因此，IAU需要采取哪些步驟來實施這些三個定義行星的標準？
「IAU有一個既定的程式來考慮和投票表決提議的決議，」馬戈特博士對【今日宇宙】說。「在我看來，IAU應該遵循其既定程式並考慮所有合理的送出。我們在2024年沒有成功，但我們可能會在2027年大會之前重新送出，我們希望那時能有一個更積極的結果。」
正如所指出的，這項研究的動機來自於2006年IAU決議B5，該決議建立了行星的新定義，導致冥王星根據新標準從行星被降級為矮行星。這立即遭到了科學界的懷疑，包括來自艾倫·史端博士，他是2015年存取冥王星的新視野任務的首席研究員，冥王星在2006年初新視野發射不到一年後被降級。這種反彈也反映在政治上，包括加利福尼亞州、新墨西哥州和伊利諾州在內的幾個州政府公開譴責了這次降級。因此，在馬戈特博士看來，冥王星應該重新分類為行星嗎？
「冥王星是一個令人驚嘆的行星體，值得探索，」馬戈特博士對【今日宇宙】說。「然而，將冥王星與八顆行星歸為一類是沒有意義的。人們可能對2006年IAU行星定義的範圍和精確度有合理的擔憂，但至少IAU決議的結果是有意識的：冥王星不屬於八顆行星，需要被分配到不同的類別。我們的工作不是集中在冥王星上，而是在量化和概括行星的定義。」
截至本文撰寫時，NASA已確認存在5690顆系外行星，這個數碼每天都在穩步增長，這意味著繞多顆恒星執行的系外行星的數量也會增加。因此，行星的新定義可以為辨識和表征系外行星及其各自的衛星（系外衛星）提供更好的框架。這項最近的研究可能透過開發一個定量的方法來定義行星和衛星，無論是在我們的太陽系還是更遠的地方，都有助於建立這個框架，這可能有助於塑造我們對宇宙和我們在其中的位置的理解。此外，使用數學來建立新定義也可以消除定義行星的任何主觀性。
「我們的提議中沒有任何工程來保持行星的數量小，」馬戈特博士對【今日宇宙】說。「聚類分析完全不受人類情感的影響。它可能導致8顆行星、12顆行星或50顆行星的群體，我們會做完全相同的事情。它辨識出了8顆行星。那些對較小天體不被認定為行星感到失望的讀者應該放心，這些天體同樣值得探索。一個分類在一組或另一組中並不是科學重要性的指標。」
這個新定義將如何幫助科學家在未來幾年和幾十年中更好地理解行星和系外行星？只有時間會告訴我們，這就是我們做科學的原因！
一如既往，繼續做科學，繼續仰望星空！
