走近矮行星

耿慶軍

在一次物理課上，筆者講解過這樣一道習題；

太陽系原有九大行星，它們均繞著太陽旋轉(zhuǎn)，可將它們的軌道看作圓，已知地球的軌道半徑小于冥王星的軌道半徑。最近國際天文學大會重新對太陽系天體進行了嚴格的定義，把繞太陽運轉(zhuǎn)的天體分為行星、矮行星和太陽系小天體，這使得冥王星被降級為矮行星，太陽系則變?yōu)閾碛邪舜笮行堑男窍?。關于對冥王星的認識，下列說法正確的是()。

A、它繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道平面可能不過太陽中心

B、它繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道平面一定過太陽中心

C、它繞太陽公轉(zhuǎn)的周期一定大于一年

D、它被降級為矮行星后，將不再繞太陽運轉(zhuǎn)

答案：BC

有學生舉手提問：老師，什么是矮行星?為什么要把冥王星降級為矮行星呢?

這是一個2006年舉世矚目的焦點問題!

從小，我們就知道太陽系有九大行星，“太陽系九大行星”的格局自始至今已經(jīng)堅持了70多年。按照距離太陽的遠近，它們分別是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。其中，位居九大行星末席的冥王星是離開太陽最遠，也是最小的一顆行星。關于它的發(fā)現(xiàn)，還有一段很曲折的故事：

1781年，英國天文學家赫歇爾發(fā)現(xiàn)天王星后不久，人們就計算出了它的軌道，卻發(fā)現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)與理論預測總有差異。英國科學家亞當斯和法國科學家勒威耶分別提出，這可能是因為還有一顆未知的行星，它的引力導致天王星的軌道出現(xiàn)偏差，他們還計算出未知行星應該在什么地方。1846年，德國天文學家伽勒在預測的位置找到了一顆新行星——海王星，海王星的引力部分解釋了天王星軌道的誤差，但不能完全解決問題，天文學家相信海王星軌道之外還存在一顆未知的行星。經(jīng)過幾代人近一個世紀的努力，1930年，一顆又遠又暗的神秘行星出現(xiàn)在了美國天文學家湯博的視野里，因為它離太陽最遠，因此也非常寒冷，于是它被賦予了羅馬神話中地獄之神普盧托的名字“Pluto”，中文稱為冥王星。

后來，天文學家們又相繼發(fā)現(xiàn)了卡戎(曾被稱為冥王星的衛(wèi)星，后來又與冥王星一起被稱為“雙星系統(tǒng)”)、谷神星(位于火星和木星軌道間的小行星)和齊娜(代號為UB313的天體，位于柯伊伯帶，現(xiàn)在又被命名為“厄里斯”)，并且還要將這三個星體升級列入太陽系的行星行列。于是，曾經(jīng)出現(xiàn)了太陽系九大行星將變?yōu)槭笮行堑恼f法。但是，這個說法很快就被消滅在了萌芽狀態(tài)。

因為，冥王星是一個異類。它的個頭太小，過小的體積和質(zhì)量使它根本無法對天王星的軌道造成明顯的影響，無法滿足天文學家最初的期望；它的軌道太偏，其軌道平面相對于地球軌道平面有很大的傾斜，是一個不規(guī)范的鴨蛋形“過山車”狀的旋轉(zhuǎn)軌道，不像其他行星軌道那樣基本上與地球軌道位于同一平面中且近似為圓軌道，這些特征使冥王星的行星地位相當不穩(wěn)定。而且，天文學家們對2004年發(fā)現(xiàn)的“齊娜”的討論非常激烈：它的直徑為3000公里，大于冥王星2300公里的直徑，并占據(jù)了冥王星之外的一個軌道，它是推動行星概念被重新定義的決定性發(fā)現(xiàn)。國際天文學聯(lián)合會因此成立了一個專門委員會來重新討論行星的概念，看看是應該把這些新發(fā)現(xiàn)的大家伙接納進行星家族，還是應該索性剝奪冥王星的行星地位。

經(jīng)過兩年多的研究和討論，大會終于提出了太陽系行星的新標準，并于2006年8月24日，在捷克首、都布拉格舉行的國際天文學協(xié)會第26次會議上決議通過：

一、行星

定義：圍繞太陽運轉(zhuǎn)，自身引力足以克服其剛體力而使天體呈圓球狀，并且能夠清除其軌道附近其他物體的天體。

成員：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。

二、矮行星

定義：與行星同樣具有足夠的質(zhì)量，呈圓球狀，但不能清除其軌道附近其他物體的天體。

成員：冥王星、谷神星、卡戎和齊娜。

三、太陽系小天體

定義：圍繞太陽運轉(zhuǎn)但不符合行星和矮行星條件的物體。

冥王星這顆自發(fā)現(xiàn)之日起地位就備受爭議的星體，由于其軌道與一些小行星和海王星的軌道有交迭，不符合新的行星定義，因此被迫降級，并被“開除”出太陽系行星行列。從此，冥王星這個游走在太陽系邊緣的天體將只能與其他一些差不多大小的“兄弟姐妹”們一道被稱為“矮行星”。太陽系九大行星的數(shù)目不但沒有從九顆升為十二顆，反而降為了八顆。由此，一個包括行星、矮行星和太陽系小天體在內(nèi)的太陽系新“家譜”呈現(xiàn)在了我們面前，它的出現(xiàn)，具有重大的意義，反映了人類對太陽系的認識有了質(zhì)的飛躍!

天文學，這門新發(fā)現(xiàn)不斷涌現(xiàn)的自然科學，將會引起了人類更多的興趣和關注，這，正是它的魅力所在!