谁知道太阳系第十大行星的最新信息?
5438年6月至2003年10月,加州理工学院教授迈克·布朗领导的团队观测到一个位于太阳系外柯伊伯带的天体。5438年6月+2005年10月,经过重新分析,布朗判断该天体大于冥王星。
布朗最初决定,在精确计算出这颗“第十大行星”的大小和轨道之前,不会向公众公布这颗行星的发现。然而,2005年7月28日,另一组西班牙天文学家宣布在柯伊伯带发现了高亮度恒星,而布朗的团队发现保存研究资料的网站被黑客攻击。
无奈之下,布朗只好赶在7月29日发布消息。他在电话中向媒体宣布:“拿起你们的笔,从今天起重写教科书。”
至此,全世界都认识到了这颗新星,暂时命名为2003-ub 313——它离太阳最远的距离是冥王星的三倍,它的颜色是灰色的,表面是冷的,轨道是椭圆形的,但体积比冥王星大。
天文学家判断2003-UB313的大小是根据它的亮度,也就是它反射了多少太阳光。天体的反射率不仅与体积有关,还受行星表面物质的影响。因此,在确定它的真实物质之前,科学家们根据不同的反射率计算了天体的大小,得出的结论是它一定比冥王星大。从地球上看,这颗新星是柯伊伯带中第三亮的恒星。如果光在100%反射,那么它的直径也是2210 km。如果反射率为90%,直径将达到2330公里,相当于直径约2400公里的冥王星。如果反射率为60%,直径为2860公里。如果反射率和冥王星相似(38%),那么直径就是3550公里,是冥王星的1.5倍。
此外,2003-UB313的椭圆轨道比冥王星更“平”:其公转周期长达560年,其远日点距离太阳97个天文单位(1天文单位约为1.5亿公里,相当于太阳到地球的距离);近日点只有38个天文单位。轨道平面与地球等行星轨道平面的夹角近45度(冥王星与地球等八大行星的夹角为17度)。科学家推测,可能是它多次接近海王星,轨道受到影响,以至于变成了一个明显的椭圆。布朗说,正是因为这些特征,2003-UB313才在今天被发现。
和冥王星一样,2003-UB313位于遥远的柯伊伯带。1951年,天文学家柯伊伯提出太阳系外可能存在一大群围绕太阳运行的小天体。1992年,天文学家在海王星外发现了一颗直径约200公里的昏暗天体,编号为1992-QB1,为柯伊伯的上述观点提供了直接证据。“柯伊伯带”不再只是一个假设。它位于海王星轨道之外,拥有数万个甚至可能更多的天体,由冰和岩石组成。科学家认为,这些天体是早期太阳系物质凝结成行星后遗留下来的残留物。
人们一度认为柯伊伯带中只发现了小行星和彗星,但越来越多的大型柯伊伯带天体(KBO)被发现,体积记录被迅速刷新。布朗等人组成的研究团队曾经发现了比卡戎更大的夸欧尔(Quaoar),以及体积更大、一度被怀疑是第十颗行星的塞德娜(Sedna)。
现在他们终于找到了2003-UB313,比冥王星大,可能成为太阳系第十大行星。重写教材?
关于2003-UB313的行星身份,布朗信心满满。他说,“我们100%有信心它是太阳系外发现的第一个比冥王星大的天体。如果冥王星可以被接受为行星,那么2003-UB313更有资格。”
同时,反对的声音也出现了。有天文学家说,如果2003-UB313是一颗行星,那么其他和它差不多大小的天体应该叫行星。按照这个逻辑,2003-UB313应该排在之前发现的一系列“行星”之后,包括“塞德娜”,不能称为“行星”。
美国卡内基学院行星构成理论家艾伦·博斯(Alan Bos)表示,2003-UB313的发现是天文学上的一件大事,但他也认为不应该称之为行星。
波斯说,海王星轨道之外的天体,包括冥王星,应该称为“柯伊伯带行星”。波斯告诉记者:“对太阳系的其他大家伙来说,称它们为行星显然是不公平的。”
反对者还提出,2003-UB313的轨道平面与黄道平面以45度角相交,其轨道为椭圆形,不符合太阳系* * *平近圆的普遍规律。而且布朗等人是根据亮度来估计大小,再根据大小来估计质量。但要真正确定一个天体,必须要有准确的质量,才能算出轨道。
关于这颗新星的身份,资助布朗研究的美国国家航空航天局也在其网站上表示“发现了第十颗行星”。但美国国家航空航天局官员表示,决定2003-UB313是否是太阳系“第十大行星”不是美国国家航空航天局的工作,而是国际天文学联合会的责任。
那么,太阳系有九大行星的说法真的会被改写吗?全世界的教科书内容都需要改变吗?至少,我们必须重新研究太阳系的结构和行星的概念。
再见了,塞德娜
事实上,布朗和他的团队已经不是第一次给天文学界提出难题了。2003年底,他的团队发现了一颗红色小行星2003-VB12,距离地球12亿公里。起初,布朗曾提出它是太阳系第十大行星,并以因纽特人神话传说中的海洋女神命名为“塞德娜”。
然而,当确定它比冥王星小的时候,塞德娜加入太阳系家族行星的希望也破灭了。
“塞德娜”
它的主要成分是冰和岩石,体积大约是冥王星的四分之三。“塞德娜”还创下了整个太阳系最冷的纪录:估计其温度为零下240℃,堪比2003-UB313。它以大椭圆轨道绕太阳运行,离太阳最远距离超过654.38+035亿公里。
一些天文学家认为,“塞德娜”很可能是冥王星的同类,属于柯伊伯带,起于海王星,止于冥王星外的冰碎片。柯伊伯带被认为是太阳系诞生时遗留下来的。自1992以来,柯伊伯带中约有800个天体被发现,一些天体的可预测轨道可以将它们带到距离太阳1500亿公里的地方,这远远超出了Sedna的轨道。
因为它比冥王星小,塞德娜最终被正式归类为小行星。在2003年发现UB 313之前,“塞德娜”是自1930年发现冥王星以来最大的绕日天体,比2002年发现的“夸欧尔”小行星大一点。布朗说:“我们认为这只是太阳系中最原始的天体之一。”他说,由于这颗行星应该比同一区域的其他天体要大,所以无法将塞德娜归类为行星,但他坚信在塞德娜附近会发现更大的天体。
果然,比冥王星大的柯伊伯带天体2003-UB313的发现证实了他的预测。
在因纽特人的传说中,“塞德娜”是创造北极海洋生物的创世女神,生活在水下冰窟中,与2003-VB12的冰冷地表相匹配。布朗说,他还为2003拟定了一个名字——ub 313,正在等待国际天文学联合会的批准,但拒绝向公众透露。按照国际惯例,如果2003-UB313真的可以算作“第十大行星”,那么它将被赋予西方神话中的神之一的名字。推测古希腊神话中普路托的妻子珀尔塞福涅应该是首选。珀尔塞福涅每年只在冥王星呆六个月,另一半时间呆在地球上。但在2003-UB 313,一个公转周期中只有一半时间在冥王星附近,另一半时间在很远的地方。
“废”冥王星之争
在太阳系第十大行星难以被释放的时候,冥王星作为第九大行星的地位一直饱受诟病,还出现了公众无法接受的传言——天文学界准备“废黜”冥王星,成为太阳系九大行星之一。
20世纪初,在美国天文学家洛弗尔和汤博的长期观测下,人们终于在193065438+10月21日发现了冥王星。冥王星在行星中直径和质量最小,密度为每立方厘米1.8 ~ 2.12g,反射率为50% ~ 60%,与太阳系外行星的几颗大型卫星非常相似。
自从75年前冥王星被发现为第九大行星以来,天文学界一直有一个大规模的群体拒绝承认冥王星为第九大行星。与其他行星相比,冥王星更小,其轨道为椭圆形而非圆形,其轨道平面的角度与其他行星相差17度。所以有天文学家认为冥王星是天文观测史上的意外事件,不应该称之为行星。国际天文学联合会行星系统科学部主任威廉姆斯指出:“冥王星被赋予行星的地位,是因为据估计它的直径接近15000公里,比地球大12%。如果考虑这个数据,它是太阳系第五大行星,而不是第九。”
1997年,冥王星的发现者汤姆·博去世后,一些天文学家建议国际天文学联合会“降级”冥王星的地位。1999年,冥王星将被剥夺行星地位的谣言广为流传。此消息一出,引起了天文爱好者的强烈反对,纷纷发表檄文,表示不赞成这种说法。
威廉姆斯说:“冥王星是否是一颗真正的行星,首先不是问题。只有把行星的定义标准化,才能确定它的地位。但是,从历史和文化的角度来看,大家还是希望冥王星还是太阳系家族行星中的一员。”
8和23的选择
冥王星是否应该“降级”,或者说Sedna与2003-UB313的身份之争,全球天文学界争论的焦点是围绕着“行星”的定义。
国际天文学联合会(IAU)负责命名除地球以外的所有天体,但该组织尚未就行星的定义得出结论。天文联合会成员表示,可能会在短时间内拿出一份提案,平息行星定义的争议,但目前协会内部也存在分歧。乐观的看法是,很快将达成统一的定义,但大多数科学家认为,这远非简单。
在行星的基本定义上,科学家们普遍认同这种说法:直接围绕恒星运行的天体由于自身引力而具有球形形状,但它并没有大到足以在其内部发生核聚变。
但实际上,最终的定义会比这复杂得多。一些天文学家倾向于将太阳系外较小的天体称为“矮行星”,另一些天文学家则更喜欢称其为“小行星”或“柯伊伯带行星”,还有一些天文学家则根本不想使用行星这个词。
如果2003-UB313被定义为行星,那么在它之前发现的柯伊伯带中的其他恒星也必须被确定为行星。这样,按照排序,它不是太阳系第十大行星,但更靠后。
国际天文学联合会小行星中心主任布莱恩·马斯登认为,简单的定义在理论上是可行的。如果被采纳,太阳系将拥有至少23颗行星。
但在实践中,他还是更倾向于冥王星发现前的八大行星的名称,只有发现比火星或地球大的太阳系天体,才称之为行星。
美国加州伯克利大学的Jibo Basli教授曾经根据一个更小的直径极限提出了一个简单的行星定义。他认为所有围绕太阳旋转并且直径超过700公里的物体都是行星。因为只有700公里以上的物体才能靠引力把自己发展成球体。小于这个数的天体,如小行星、彗星等,都是像土豆一样的不规则天体。
然而,即使按照巴斯里的定义,就目前我们发现的天体而言,太阳系仍将有超过12颗行星,而失去机会的塞德娜也将入围。
“让文化意义获胜”
面对天文学中的不同意见,发现新天体2003-UB313的布朗试图将“行星”的定义引向一个文化的普遍参照物,而不是一个科技词汇。
布朗认为,冥王星在当今文化中的作用是不可替代的。对于普通大众来说,冥王星一直被认为是一颗行星。从小学课本到纪念邮票甚至占星术,冥王星已经被大众视为理所当然。布朗承认,一些科学家竭力编造各种理由来保持冥王星的行星地位,但都站不住脚。但他说:“当人们在等待第十颗行星的时候,天文学家突然宣布太阳系有23颗行星。可能让人很难接受。”
在研究小组的网站上,布朗说:“我们宣布,新发现的比冥王星大的天体确实是一颗行星——文化意义上的行星,历史意义上的行星。我不会争论它在科学理论上是不是行星,因为没有适合太阳系和我们文化的科学定义,所以我决定让文化意义胜出。”
然而,更多的人还在等待国际天文学联合会的裁决。最终结论可能至少要等一年,下一次全体会议将于2006年8月在葡萄牙举行。可以预见,行星的定义、冥王星的地位等一系列长期困扰天文学界的问题将再次浮出水面,成为争论的焦点。行星的定义可以在协会大会上投票决定。
但即使这样,这个问题也不能完全解决。然而,大多数天文学家同意国际天文学联合会所做的努力。国际天文学联合会小行星中心主任马斯登认为,2003-UB313的发现“为解决行星争端提供了最好的机会”,人们将对我们的银河系有更多的了解,也许科学、文化和历史最终会找到天体定义的折中方案。
类地行星
在太阳系的小行星带内部,有四颗类地行星——水星、金星、地球和火星。它们由固体岩石和金属组成,体积小,密度高,自转慢,表面固体,无晕,卫星少。
汞
离太阳最近,也是永久受害者,无法产生保护性大气。由于来自宇宙的频繁撞击,它的表面越来越凹凸不平。水星由于缺少保温,温差很大,向阳面热,向阳面冷。
维纳斯
金星的活火山可以补偿大气,但在高温下,水分完全蒸发。没有水,金星就无法实现碳返回地壳的循环。二氧化碳浓度无休止的上升,导致了不可阻挡的温室效应。金星太热,能熔化铁,不能孕育任何生物。
地球
与太阳的距离适中,既能使水以液态存在,又能接受太阳温暖的照射,因此具有生命生存所必需的平衡状态。火山运动再造了大气,水循环控制了二氧化碳的浓度。生物在消耗二氧化碳的同时,也会产生臭氧层来过滤太阳辐射。
发动
努力进化成一个拥抱生命的好客家园。一开始部分成功,地表有海洋和河流。不幸的是,由于质量小,没有足够的重力来固定大气层。
类木行星
火星之外是四颗翻腾着空气的行星——木星、土星、天王星和海王星。它们最显著的相似之处之一是它们都非常大。这些行星的基本元素是氢和氦,是太阳系中最差的行星。
木星
它的体积相当于1400个地球,质量超过太阳系其他八大行星的总和。木星有着稠密的大气层,它被层层压缩。中心的气体已经被压缩成液态,质量是地球的20多倍。
土星
虽然土星是太阳系中第二大行星,但它是最轻的。它几乎完全由氢组成。土星表面看似风平浪静,但实际上,上层大气氢雾掩护下的阵风以惊人的速度移动。土星上的风速可达每小时1800公里。
天王星
天王星的自转离轴很远,好像是绕着边缘旋转。最奇怪的是,它的南北极和地理上的南北极完全不同。天王星早期被天体撞击,造成行星逆向旋转。
海王星
海王星的核心比其他气态行星包含更多的岩石。如果更靠近太阳,很可能会演化成类地行星。像木星一样,海王星也有一个地球大小的风暴中心。海王星上的大黑洞形成的风是太阳系中最猛烈的。
太阳系延伸
除了四大类地行星和四大木本行星之外,太阳系第九大行星冥王星以及柯伊伯带天体如塞德娜和夸瓦尔。关于这些恒星定义的争论一直存在至今。
普路托
九大行星中最小的一颗行星的轨道偏心率最大。冥王星有一个围绕太阳的轨道,甚至在海王星的轨道内。冥王星比地球和月球都小,质量不到地球的千分之三。
“塞德娜”
它的体积约为冥王星的四分之三,表面温度为-240℃。它以大椭圆轨道绕太阳运行,离太阳最远距离超过654.38+035亿公里。
柯伊伯带
从海王星开始到冥王星结束的冰碎片集中区被认为是太阳系诞生时遗留下来的。自1992以来,已发现约800个柯伊伯带天体。
《行星x》
一些天文学家一直相信第10颗行星的存在,因为这颗被称为“行星X”的天体可以用来解释天王星和海王星围绕太阳的不规则轨道。
科学家通过计算机模拟计算出,行星X的质量可能是地球的2到5倍,其轨道可能比冥王星更倾斜,公转一周需要一千多年。