冥王星被取消行星资格后,天文学家创造了一种新的天体,矮行星,以容纳它。矮行星听起来可能不如行星,但隐藏的世界其实充满了未知的奥秘,其中有重要线索可以揭示太阳系形成和演化的奥秘。天文学家们一直在尽力看他们的脸。最近,他们首次以足够高的分辨率观测到一颗非常接近球形的双子座,这可能是人类观测到的最小的矮行星。
苏道所著
在介绍今天的主角之前,让我们先来看看一个问题:太阳系中有多少行星?
你会脱口而出答案是八。但在年8月24日之前,公认的答案是9,这也是许多人记忆中的“九大行星”。许多人听说冥王星在当天的天文学联盟会议上被天文学家投票取消了行星资格。
然而,天文学家总是在寻找一个类别来放置冥王星,所以他们创造了一个新的天体类别——矮行星。既然是冥王星,冥王星自然就代表了这种天体。它们听起来有点像行星,背后的故事也不亚于行星。
最小的矮行星
一项新的研究使人们重新看到了矮行星隐藏的世界。10月28日,一个研究小组在《自然天文学》上发表了一篇论文,宣布他们使用欧洲南方天文台(ESO)的超大望远镜(VLT)观测这颗行星。双子座位于火星和木星之间的主要小行星带。它是该地区仅次于谷神星、灶神星和帕拉斯的第四大天体。
应该指出的是,太阳系小天体的分类标准并不严格。在主要小行星带中,只有谷神星是矮行星,目前它是太阳系最小的矮行星,而灶神星和仙王座是小行星。这项新的研究是天文学家首次能够以足够高的分辨率观测到一颗先前被认为是双子座的小行星,以研究其表面并确定其大小和形状。他们这次的一个重要发现是双子座非常接近球体。那是什么意思?
巨大望远镜里的泰坦之星。
年,为了厘清冥王星的分类,天文学家精心制定了太阳系行星的三个条件:
一是围绕太阳旋转;
第二,它有足够的质量,所以它有一个球体的形状;
三是清理赛道附近区域。
由于冥王星的轨道区域有很多小天体,而冥王星本身并不处于主导地位,因此第三个条件无法满足,于是冥王星被踢出了行星序列。同时,天文学家为矮行星分类设定了四个条件:
如果一个天体能够围绕太阳旋转,不是卫星,轨道上的其他天体不空,并且是(接近)形状的球体,那么它就是一个矮行星。
作为小行星主带中的一个天体,双子座自然满足了成为矮行星的四个条件中的前三个。这次,天文学家的观测结果证实,它也满足第四个条件,即(近)球体。这样,双子座可能不是小行星,而是矮行星。
据天文学家介绍,建神星的直径只有多公里。在确认双子座的分类之前,太阳系最小的矮行星是主小行星带中的谷神星,直径约公里。矮行星一般有几百公里大。发现的最大的矮行星是冥王星(直径约公里)和厄里斯(直径约公里)。虽然双子座可能因为刚刚被发现是球形而被赋予矮行星的地位,但由于其体积较小,IAU最终将投票决定双子座是否可以被赋予矮行星的地位,或者它是否仍然是小行星。
行星和小行星之间的“纠缠”
矮行星由于体积小而难以观测。天文学家得益于改进的观测能力和探索这些秘密世界的改进算法。例如,美国航天局年9月27日发射的“黎明”号探测器于年3月7日进入谷神星轨道,然后发回谷神星的高清照片。
破晓探测器捕获的谷神星。
美国宇航局
目前,除了冥王星、谷神星和双子星可能会进入这个家族之外,天文学家证实的矮行星还包括厄里斯、马克马克和豪米。矮行星和行星之间的“纠缠”实际上是人类探索太阳系历史的缩影。
自从天文记录以来,人们已经知道了五颗行星,水星,金星,火星,木星和土星。在日心说取代地心说之后,人们意识到地球也是一颗行星,行星的数量已经变成了六颗。年3月13日,威廉·赫歇尔发现了天王星。这是人类“发现”的第一颗行星。行星的数目已经变成了七个。赫歇尔的名声和他发现后的轰动效应使天文学家们进入了寻找新行星的竞赛。
年1月1日晚,意大利天文学家朱塞佩·皮亚齐发现了谷神星。20年后发现一颗新行星的可能性动摇了天文学。原因是在那之前,有一个经验法则叫提图斯·博德,它预言火星和木星之间应该有一颗人类尚未发现的行星,而皮亚奇发现的谷神星非常接近预测的位置。当然,天文学家并非毫无疑问。例如,谷神星比天王星更接近地球,它的亮度较低,这表明谷神星可能非常小。
不久之后,年3月28日,德国天文学家海因里希·威廉·奥尔伯斯发现了这颗恒星。由于智慧神星的轨道半径与谷神星几乎相同(谷神星与太阳的平均距离为2.7天文单位,智慧神星与太阳的平均距离为2.77天文单位,太阳与地球的平均距离为1天文单位),因此关于它们的地位的争论,因为两颗行星不能占据同一轨道区域。
它们真的很小,比月球小得多,所以赫歇尔建议称它们为“小行星”,这逐渐被天文界所接受。年和年,朱诺和维斯塔相继被发现。18世纪40年代,德国业余天文学家卡尔·路德维希·亨克先后发现了阿斯特拉星和赫贝星。此后,随着观测能力的提高,小行星家族不断壮大。
年9月23日,天文学家发现了海王星。在发现天王星的过程中,天文学家根据天体力学的计算对天王星的轨道进行了预测,并根据预测进行了搜寻工作,因此海王星又被称为“笔尖上发现的行星”。年,美国天文学家克莱德·汤博发现冥王星。从那时起,九大行星就被安排好了。
击败冥王星的“小伙伴”
冥王星离太阳太远,它反射的光线非常有限,因此在很长一段时间里,天文学家甚至无法精确测量它的大小,后来估计了它的直径。年1月19日,美国宇航局发射了“新地平线”,目的是拍摄近景照片和研究冥王星。年7月14日,新视野号飞近冥王星,拍摄到了冥王星有史以来最清晰的图像。
冥王星在新视野。美国宇航局
当新地平线发射时,冥王星仍然是一颗行星,但不久,冥王星就被降级了。直接的导火索是埃里斯的发现。年,加州理工学院的行星科学家迈克尔·布朗(MichaelBrown)根据之前的观察发表了一项发现,他和研究人员在年拍摄了一个比冥王星更大的天体(后来的研究表明,厄里斯与冥王星大小差不多,但质量更大),后来它被命名为厄里斯。
厄里斯、冥王星和海卫一的大小比较。其中,黄色代表岩石,蓝色代表地表冰。
加州理工学院
随着望远镜观测能力的提高和对太阳系演化认识的加深,天文学家发现太阳系中存在小天体聚集的区域。这次,双子座、谷神星和仙王座的奥秘都位于火星和木星之间的主要小行星带。此外,荷兰裔美国天文学家杰拉德·柯伊伯(GerardKuiper)提出,海王星轨道外有一个小天体带。这个地区被称为柯伊伯带,那里的物体被称为海外物体。
厄里斯在太阳系中的位置,从中我们可以看出它位于海王星轨道之外,属于海外天体。美国宇航局
虽然天文学家在主要的小行星带和Kuiver带中发现了大量的天体,但大部分都太小,无法挑战现存的行星秩序。然而,厄里斯给天文学家留下了一个难题:既然冥王星是一颗行星,那么直径和质量都比冥王星大的厄里斯是否应该是一颗行星?
厄里斯的出现成为粉碎冥王星行星地位的最后一根稻草。对于天文学家来说,更大的问题是,如果他们将厄里斯视为一颗行星,如果他们在未来发现的天体比厄里斯稍小,他们是否应该被归类为行星,以及这种大小的极限在哪里。因此,天文学家决定面对一个以前从未深入研究过的基本问题:行星的定义是什么。在这里,我们有天文学家在年IAU会议上提出的行星标准和下面的矮行星标准。
如果双子座被认定为矮行星,矮行星家族将再次成长。天文学家之所以想方设法看一眼自己的脸,是因为这些行星前面的“小家伙”充满了未知的奥秘,隐藏着揭示太阳系形成和演化奥秘的重要线索。天文学家要真正了解这些遥远而神秘的世界还有很长的路要走。