科學家想改寫「行星」的定義:質量不得超過木星 10 倍

作者 | 發布日期 2018 年 01 月 25 日 17:33 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 follow us in feedly

什麼是行星?天文學家對行星的定義自冥王星降級事件以來更是爭論不休,約翰‧霍普金斯大學天體物理學家 Kevin Schlaufman 最近提出一篇新論文修正行星的定義,不過他並非加入冥王星身分爭霸戰那端,而是著重於行星的質量最大可以大到哪。



Kevin Schlaufman 的結論來自對 146 個星系的觀測,他的目標是幫助明確區分出容易在觀測時搞混的巨行星和棕矮星。棕矮星(brown dwarf)是指質量太低、核心不能維持大規模的核融合反應、與主序恆星不同的次恆星,有時候又被稱為「失敗的恆星」,它們通常比行星還要大,但比最小的恆星還要小,幾十年來,科學家在觀測系外天體時一直有個問題:如何將低質量的棕矮星與特別龐大的巨行星區隔開來?

根據觀察,Kevin Schlaufman 將行星質量限制在木星質量的 4~10 倍(一顆木星質量約地球質量的 318 倍),他發現這範圍內的行星似乎總是圍繞著富含鐵的恆星(或富含比氦氣重的元素,可以幫助行星形成)運轉,超過就沒了,而一顆棕矮星不可能圍繞恆星運轉,因此他認為,超過木星質量 10 倍的天體應該被劃分為棕矮星,不再是行星。

隨著未來觀測技術的進步,我們勢必會發現越來越多系外行星系統,一個更清楚嚴謹的界線才能減少紛爭,不過這項新定義能被其他天文學家接受嗎?不如來看看目前還有幾項其他人對行星的定義:

一、國際天文學聯合會於 2006 年為太陽系內的行星下的定義有 3 個條件:軌道環繞著太陽、有足夠質量能維持流體靜力平衡(接近球體的形狀)、能清除「相似軌道上」的其他天體,就是此舉一出將冥王星踢出行星寶座。

二、加州大學洛杉磯分校行星科學家的 Jean-Luc Margot 在 2015 年設計了一個公式,透過一個天體的質量、軌道週期及母星的質量,來判斷該天體是否已經清除軌道上的碎片。

三、發現冥衛二、冥衛三的行星科學家 Alan Stern 則說,行星是一顆擁有次恆星質量、但從未經歷過核融合的物體,且自身擁有足夠的地心引力來維持外觀呈三維球體,不用去管軌道參數。如果按照 Alan Stern 的定義,那麼太陽系內的行星數將高達百多顆,包括月亮還有冥王星都變成行星。

所以定義這種東西不會永久不變,也不會獲得所有人認同,尤其是沒有親眼見證過太陽系外世界長怎樣的我們,這些推論出來的定義更需要隨時間不斷修正,才能減少觀測與篩選時的失誤。

(首圖來源,示意圖:NASA