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当然,也有比较认真的反对者,比如有人对表决的代表性提出了质疑。他们指出,参与行星定义表决的天文学家只有424人(其中投反对票者为42人),不到与会人数的16%,与国际天文联合会的会员总数相比,更是连5%都不到,不能充分地代表国际天文联合会。不过这种质疑初看起来颇有说服力,其实却不然。因为国际天文联合会的会员并非人人都对行星定义感兴趣,因此投票率的高低未必能衡量投票质量的好坏。另一方面,424人从统计学角度讲已经不算是太小的样本,统计误差只有百分之几,超过90%的大比率通过绝非统计误差所能干扰。除非有迹象表明未投票的天文学家看待行星定义的态度与已投票者存在系统性的差异,否则更多的人投票只会使赞成及反对的票数大致按比例增加,却几乎不可能改变投票结果。
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当然,最重要的是,行星定义无论如何改变,所影响的只是我们对天体的称呼与分类,而不是天体本身。冥王星是行星也好,是矮行星也罢,它就是那个在六十亿千米之外围绕太阳运动,直径约2300千米,“遵循相同物理定律,由同样的尘埃云凝聚而成”的实心球。它是否被新定义所“矮化”,无论对于它自己还是对于天文学研究都没什么实质意义。不过,如果读者对名分问题感兴趣的话,朱惠特——他曾被认为是最早发现柯伊伯带天体的天文学家,但现在只能排第二了(请读者想一想,第一是谁?)——倒是早在冥王星被“矮化”之前就表达过一个别致的看法,他认为冥王星如果变成一个柯伊伯带天体,非但不是被“矮化”,反而是受到“升迁”,因为它的地位将从此“由外太阳系的一个令人难以理解的畸形反常,变成海外天体这一丰富而有趣的家族的首领”。正所谓:宁为鸡头,不做凤尾,看来我们应该祝贺冥王星〔5〕。
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〔1〕对冥王星身份的最早怀疑可以追溯到汤博发现冥王星的同一年,即1930年,起因是罗威尔天文台公布的冥王星轨道与罗威尔对行星X的预言不符。
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〔2〕确切地讲,该定义要求行星的质量小于在其中心产生氘核聚变所需的质量。由于氘核聚变是恒星内部最容易产生的核聚变,因此满足这一条也就自动保证了行星内部不会产生其他核聚变。
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〔3〕确切地讲是椭球形,因为多数天体存在自转。
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〔4〕这一条与其他几条相比,其缺陷是显而易见的,因为它并未对“轨道附近的区域”及“扫清”这两个概念进行界定。严格追究的话,海王星也不能算是扫清了轨道附近的区域,因为很多海外天体的轨道周期性地穿越海王星轨道。甚至最有行星资格的木星,它的“大扫除”也是有死角的,因为在它的轨道区域中存在数量多达十万以上的所谓“特洛伊小行星”(Trojan asteroid)。从国际天文联合会对新定义的讨论过程及此前出现的几篇相关论文来看,“扫清”一词的含义应该是指行星在其轨道附近的区域中处于支配性(dominant)地位。
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〔5〕冥王星的“鸡头”地位在2008年6月11日得到了进一步的加强:这一天,国际天文联合会将海王星以外(即轨道半长径大于海王星轨道半长径)的矮行星统称为[WTHZ]Plutoid[WTBZ]。该类别目前尚无标准中文译名,几种可能的选择为:类冥天体、类冥矮行星、冥王星类天体。其中个别译名曾被当作plutino——即与海王星轨道存在3∶2共振的海外天体(包括卫星)——的非正式中译名。不过plutoid这一新类别出现后,为对两者进行区别,我认为plutino宜另找一个可以体现英文词根-ino(微小)的新词作为译名,比如类冥小天体、微冥天体等。
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那颗星星不在星图上:寻找太阳系的疆界 32 疆界何方
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现在让我们盘点一下人类在寻找太阳系的疆界时走过的漫漫长路。从远古时期就已知道的金、木、水、火、土五大行星,以及脚下的地球,到近代的天王星、海王星,再到现代的柯伊伯带及离散盘。人类认识的太阳系疆界在过去两百多年的时间里在线度上扩大了十倍左右。
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那么,离散盘是否就是太阳系的疆界呢?答案是否定的。
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读者们也许还记得,我们在第28章中曾经提到,太阳系里的彗星按轨道周期的长短可以分为两类,其中短周期彗星大都来自柯伊伯带。那么,长周期彗星又来自何方呢?
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荷兰天文学家奥尔特 (1900-1992)
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1950年,荷兰天文学家奥尔特(Jan Oort)对长周期彗星进行了研究。他发现,很多长周期彗星的远日点位于距太阳50000~150000天文单位(约合0.8~2.4光年)的区域内,由此他提出了一个假设,即在那里存在一个长周期彗星的大本营。这一假设与将柯伊伯带视为短周期彗星补充基地的假设有着异曲同工之妙(但时间上更早)。那个遥远的长周期彗星大本营后来被人们用奥尔特的名字命名为奥尔特云(Oort Cloud)〔1〕(图17)。由于长周期彗星几乎来自各个方向,因此奥尔特云被认为大体上是球对称的。后来的研究者进一步将奥尔特云分为两部分:距太阳20000天文单位以内的部分被称为内奥尔特云,它呈圆环形分布;距太阳20000天文单位以外的部分被称为外奥尔特云,它才是球对称的。距估计,奥尔特云中约有几万亿颗直径在一千米以上的彗星,其总质量约为地球质量的几倍到几十倍。由于数量众多,在一些科普示意图中奥尔特云被画得像一个真正的云团一样,但事实上,奥尔特云中两个相邻小天体之间的平均距离约有几千万千米,是太阳系中天体分布最为稀疏的区域之一。
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图17 奥尔特云及太阳系结构示意图
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那颗星星不在星图上:寻找太阳系的疆界 在距太阳如此遥远的地方为何会有这样一个奥尔特云呢?一些天文学家认为,与离散盘类似,奥尔特云最初是不存在的,如今构成奥尔特云的那些小天体最初与行星一样,形成于距太阳近得多的地方,后来是被外行星的引力作用甩了出去,才形成了奥尔特云。奥尔特云中的小天体由于距太阳极其遥远,很容易受银河系引力场的潮汐作用及附近恒星引力场的干扰,那些干扰会使得其中一部分小天体进入内太阳系,从而成为长周期彗星。
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奥尔特云距我们如此遥远,而且包含的又大都是小天体,读者们也许会以为除直接来自那里的长周期彗星外,我们不太可能观测到任何属于奥尔特云的天体。其实不然。这倒不是因为我们有能力观测到几千乃至几万天文单位之外的小天体,而是因为奥尔特云并不是一个界限分明的区域。少数奥尔特云天体的轨道离我们相当近,甚至能近到可被直接观测到的程度。2003年,美国帕洛马天文台(Palomar Observatory)的天文学家布朗(Michael Brown,他也是创神星的发现者之一)发现了一个临时编号为2003VB12(正式编号为90377)的海外天体,它的轨道远日点距离约为976天文单位,近日点距离也有76天文单位。这个天体的块头很大(否则就不会被发现了),直径约有1500千米,曾一度被当成第十大行星的候选者(当时阋神星尚未被发现)。天文学家们给它取了一个专门的名称:赛德娜(Sedna,因纽特神话中的海洋生物之神)。一般认为,赛德娜是属于内奥尔特云的天体〔2〕。除赛德娜外,还有一个我们非常熟悉,有些读者甚至用肉眼都曾看到过的天体——哈雷彗星——也被认为是有可能来自奥尔特云的。哈雷彗星虽然是一颗短周期彗星,但很多天文学家认为,它是从奥尔特云进入巨行星的引力范围后受后者的干扰才成为短周期彗星的。
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