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自九大行星中除名的冥王星

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2006年自九大行星中除名的冥王星(Pluto),美国方言学会(American Dialect Society)票选其为当年度的代表字,可见当时话题之沸腾。冥王星的发现者,克莱尔·威廉·汤博(Clyde William Tombaugh),的故乡美国伊利诺伊州为表示抗议,甚至于2009年3月13日再度恢复冥王星的行星资格,并将3月13日定为该州的“冥王星日”。但是这仅限于伊利诺州。于全世界绝大多数地方,冥王星目前依旧是被认定为是矮行星。这些沸沸扬扬的论争究竟是从何而来的呢?其实一切都缘自未解之谜﹣X行星。

自九大行星中除名的冥王星插图

话说, 19世纪晚期太阳系已发现有八大行星,但美国天文学家帕西瓦尔·罗伦斯·罗威尔(Percival Lawrence Lowell)发现海王星的观测位置与理论预期并不相符,因此提出可能尙有未知星球,X行星,的存在。巧合的是1930年1月,汤博在罗威尔天文台搜寻X行星时发现了冥王星,因此它就被当代科学界认定是那第九颗行星。

然按照理论,冥王星欲达到可对海王星轨道扰动的程度,其质量必须与地球相若。但透过1987年所发现的冥王星卫星﹣凯伦来推估,冥王星质量仅有地球的0.2%,显然不足以解释观测到的海王星轨道的扰动。而1989年太空探测船航海家2号在飞掠海王星时,对海王星的质量进行了更精准地测量,发现海王星的质量被高估了0.5%,依此修正后的数据重新计算海王星和天王星之间的摄动,海王星的轨道就可吻合观测到的现象了。至此,X行星存在的假说失去了其必然性,而冥王星的存在与X星球的预测不谋而合,可能也只是巧合。

但冥王星是不是行星﹖ 随着2003年阋神星(Eris)的发现,科学家不得不重新审视“行星”的定义,因阋神星的质量较冥王星还大上10%。当时甚至还有许多类似的天体被发现,究竟该不该让这些天体都被归类为行星,还掀起了一波论战。

2006年8月24日的国际天文学联合会(International Astronomical Union, IAU)上此一话题终于进入关键阶段。科学家们决议所谓“行星”需符合下列三项条件:
(a)该天体的轨道必须围绕太阳运转;
(b)该天体必须有足够的质量通过自身引力成为球形;
(c)该天体必须清理轨道附近的其他天体。
依此定义的第三项,冥王星遂被列为矮行星,并正式从九大行星中除名,而阋神星亦无缘跻身行星的行列。

即使如此,冥王星的重要性依旧不减,尤其其地底海洋可能蕴含着意外的生命起源。吴宇中等人组成的星际化学研究团队,还首度实验证实了冥王星上具有胺基酸前驱2-氰基乙烯亚胺(2-cyanoketenimine)的存在。该团队模拟了冥王星的大气环境,在CH4:N2混合物降解中期与末期,以高能光束进行电子轰击(electron bombardment),并侦测其红外光与紫外光的吸收光谱。他们发现在温度达33K以上时,甲基与叠氮自由基会消失殆尽,但腈化物(nitriles)却留存下来,而哈伯望远镜观察到的冥王星地表光谱也符合此结果。在这些氰化物中,比对资料库内数万笔的“分子指纹”后发现,确有胺基酸前驱物“2-氰基乙烯亚胺(2-cyanoketenimine)”的存在,因此首次证实了冥王星上具有机物质的可能性。

十多年过去了,冥王星的行星地位之争依然时有所闻。2018年美国中央佛罗里达大学(University of Central Florida)的研究还指出,当年IAU直指“冥王星不是行星”的第三项条件“该天体必须清理轨道附近的其他天体”实属无效,因为该项条件对于如何清理以及清理对象皆无定论。行星科学家梅兹格(Philip Metzger)也认为目前对于“行星”的定义过于草率,他还说:“没有科学家会将IAU的行星定义应用于研究”。

其实科学本源于质疑,科学名词的定义也仅是透过现有的认知来形成共识。如同阋神星的发现者麦克·布朗所言:“虽然有强烈情绪搅和,但科学终会自我纠正”。或许人们应该更关注于事物的本质,而非仅强调该用什么术语来称呼它们。

本文来自网络,不代表黑科技立场,转载请注明出处。

作者: thinkou

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