行星的真正定义是什么？未来会有一个更精细的定义吗？ 这是最近发表在【行星科学杂志】上的一项研究试图探讨的问题。这项研究由来自美国和加拿大的研究团队进行，他们试图为「行星」找到一个新的定义。这项研究可能会挑战国际天文学联合会（IAU）在2006年提出的行星定义，当时IAU的决议B5将冥王星从行星降为矮行星。
【今日宇宙】杂志采访了这项研究的主要作者让-吕克·马戈特博士，他是加州大学洛杉矶分校地球、行星与空间科学系的教授。马戈特博士讨论了研究的动机、重要发现、IAU需要采取的步骤来实施他的新定义，以及他是否认为冥王星应该重新被归类为行星。那么，是什么促使他们进行这项研究呢？
「IAU的决议B5存在问题——它定义模糊，没有包括系外行星——这些问题不会自己消失，」马戈特博士对【今日宇宙】说。「我们的科学界和公众需要对‘行星’和‘卫星’这样的天体物理术语有更清晰的定义。我们已经花了18年的时间来发现问题并思考可能的解决方案。我们有理由相信，2024年的我们比2006年更有能力得出一个好的结果。」
根据IAU的决议B5，行星的定义包括：
- 绕太阳运行；
- 有足够的质量，使其自身重力克服刚体力，从而呈现近乎圆形的形状；
- 清除了其轨道周围的区域。
然而，这导致冥王星不符合第三条标准，被降级为矮行星。此外，IAU的决议B5只适用于我们太阳系内的行星，特别是绕单颗恒星运行的行星。相比之下，已经有大约50颗系外行星被确认在一个双星系统中绕一颗恒星运行。因此，一个包含系外行星的新IAU定义可以帮助为整个宇宙中的行星建立更好的框架。
尽管IAU的决议B5被认为是行星的定性定义，但这项最近的研究试图开发一个更定量的定义，或行星分类学，可以包括我们太阳系内外的行星和卫星。研究人员使用一系列方程来计算一个行星体的「清除区域的能力」，目的是确定一个行星体需要达到的大致大小才能「
清除一个区域」。他们还使用了其他方程来确定行星和卫星之间的区别。那么，这项研究的一些最重要的结果是什么？
「我们建议根据容易测量的属性对行星体进行分类：轨道元素和质量，」马戈特博士对【今日宇宙】说。「我们发现，根据轨道元素和质量对太阳系天体进行聚类会产生不同的组。聚类揭示了卫星与行星的区别，也揭示了8颗行星与其他所有天体的区别。这些组的存在以及这些组之间的差距为行星分类学提供了自然的分界线。」
马戈特博士继续说：「我们强调在特定时间尺度内清除区域的能力，而不是已经清除区域的状态。前者是稳健的，容易量化和观察，后者是难以实施和量化的。我们提出了一个适用于所有恒星、恒星残骸和棕矮星的单一清除时间尺度。我们提出了一个与IAU建议一致的定义，但我们也检查了与这些建议相关的潜在困难。我们提出了一个基于质量的更简单的提议，避免了其中的一些困难。」
这个提议包括以下定义：
总部设在法国巴黎的IAU成立于1919年7月28日，其目标是促进和改善所有方面的天文学，包括科学研究、公众宣传和全球教育。截至2024年5月，IAU由92个国家和12738名会员组成。IAU在其历史上举行了32次大会，目的是建立科学协议，或者在行星的情况下，在2006年第26次大会上提供新的定义。更近期的决议包括在2021年第31次大会上对无线电干扰的保护和紫外天文学的进步。因此，IAU需要采取哪些步骤来实施这些三个定义行星的标准？
「IAU有一个既定的程序来考虑和投票表决提议的决议，」马戈特博士对【今日宇宙】说。「在我看来，IAU应该遵循其既定程序并考虑所有合理的提交。我们在2024年没有成功，但我们可能会在2027年大会之前重新提交，我们希望那时能有一个更积极的结果。」
正如所指出的，这项研究的动机来自于2006年IAU决议B5，该决议建立了行星的新定义，导致冥王星根据新标准从行星被降级为矮行星。这立即遭到了科学界的怀疑，包括来自艾伦·斯特恩博士，他是2015年访问冥王星的新视野任务的首席研究员，冥王星在2006年初新视野发射不到一年后被降级。这种反弹也反映在政治上，包括加利福尼亚州、新墨西哥州和伊利诺伊州在内的几个州政府公开谴责了这次降级。因此，在马戈特博士看来，冥王星应该重新分类为行星吗？
「冥王星是一个令人惊叹的行星体，值得探索，」马戈特博士对【今日宇宙】说。「然而，将冥王星与八颗行星归为一类是没有意义的。人们可能对2006年IAU行星定义的范围和精确度有合理的担忧，但至少IAU决议的结果是有意识的：冥王星不属于八颗行星，需要被分配到不同的类别。我们的工作不是集中在冥王星上，而是在量化和概括行星的定义。」
截至本文撰写时，NASA已确认存在5690颗系外行星，这个数字每天都在稳步增长，这意味着绕多颗恒星运行的系外行星的数量也会增加。因此，行星的新定义可以为识别和表征系外行星及其各自的卫星（系外卫星）提供更好的框架。这项最近的研究可能通过开发一个定量的方法来定义行星和卫星，无论是在我们的太阳系还是更远的地方，都有助于建立这个框架，这可能有助于塑造我们对宇宙和我们在其中的位置的理解。此外，使用数学来建立新定义也可以消除定义行星的任何主观性。
「我们的提议中没有任何工程来保持行星的数量小，」马戈特博士对【今日宇宙】说。「聚类分析完全不受人类情感的影响。它可能导致8颗行星、12颗行星或50颗行星的群体，我们会做完全相同的事情。它识别出了8颗行星。那些对较小天体不被认定为行星感到失望的读者应该放心，这些天体同样值得探索。一个分类在一组或另一组中并不是科学重要性的指标。」
这个新定义将如何帮助科学家在未来几年和几十年中更好地理解行星和系外行星？只有时间会告诉我们，这就是我们做科学的原因！
一如既往，继续做科学，继续仰望星空！
