返回首页
www.topisme.com

争夺冥王星的行星头衔:与行星科学家Alan Stern的问答

行星科学家S.Alan Stern,前科学任务局助理局长。他于2008年辞职,但仍然是新视野号冥王星任务的首席调查员。

自从2006年冥王星被降级为“矮行星”以来,艾伦·斯特恩一直在为它的星球而战。

那一年,国际天文学联合会(IAU)提出了一个新的“行星”定义:一个绕太阳旋转而不与其他物体的月球相连的天体,足够大,可以被自己的引力绕圆(但也不至于像阿斯塔一样大到进行核聚变),并“清除了附近”大多数其他轨道天体。

由于冥王星与柯伊伯带(海王星以外的冰体环)中的许多其他天体共享山梨醇空间,它被降级为新创建的矮行星类别。

这一重新思考巧妙地回应了加州理工学院天文学家迈克·布朗对Eris的发现。厄里斯是一个围绕太阳旋转的岩石世界,远超冥王星,最初被认为比柯伊伯带的表亲更大。但对伊利斯的最新观察使人们对其体型优势产生了怀疑。

这一重新思考巧妙地回应了加州理工学院天文学家迈克·布朗对Eris的发现。厄里斯是一个围绕太阳旋转的岩石世界,远超冥王星,最初被认为比柯伊伯带的表亲更大。但对伊利斯的最新观察使人们对其体型优势产生了怀疑。

Stern是科罗拉多州博尔德西南研究所的一名行星科学家,也是美国国家航空航天局“新视野”号冥王星任务的负责人,他强烈反对冥王星降级。

在接受SPACE.com的电子邮件采访时,Stern阐述了冥王星行星的情况,并解释了为什么我们称之为冥王星和太阳系中的其他物体很重要。

你对国际天文学联合会目前对“行星”的定义主要关注什么

我对IAU的定义有一个问题,那就是当它说一个正式的大物体必须“清除其轨道区域”才能获得资格时,它是草率的,因为我们太阳系的行星都没有在完全清除的区域内运行。所有这些都有某种形式的小行星、彗星或柯伊伯带天体穿过它们的轨道区。

因此,IAU的定义让其支持者不得不争论为什么他们写的不是真正的意思,相反,他们真正的意思是区域清除是在真实世界的计算机模拟中清除区域的“能力”。

但更大的问题是,早在2006年,许多支持者就表示,IAU定义是专门为将飞机数量限制在一小部分而设计的。在我看来,这是不科学的。它介于个人偏好和政治偏好之间。

最重要的是,我和许多其他行星科学家——比如2006年签署反对IAU请愿书的近400名科学家——对IAU的定义有问题,因为它的含义是荒谬的。

原因如下。IAU的“区域清除”标准,如果从数学上计算出来,意味着要想成为距离太阳更远的行星,物体必须比在更近的轨道上拥有越来越多的质量。这在一定程度上是因为当你向外走时,区域会变得更大(比如距离立方或体积);这在一定程度上也是因为更远的地方轨道速度较慢,所以清除sozone需要更长的时间。

最终的结果是,许多能够清除水星区域的物体无法清除地球轨道上的区域(我记得包括水星),而另一个能够清除地球区域的物体可能无法清除冥王星区域。事实上,地球——我想每个人都同意的一个物体是一颗行星——太小了,在太阳系时代无法清除冥王星的区域,按照国际天文学联合会的思维方式,它不会是一颗星球。

因此,当人们说冥王星无法清除其轨道区域时,他们应该公平地指出,地球也无法清除这么远的区域,因此国际天文学联合会的定义将排除地球——以及水星、金星或火星——在冥王星的距离之外。

这种与距离相关的Planethod标准产生了相同物体在不同位置无法进行相同分类的情况,并导致了一种荒谬而混乱的分类模式,这对任何人都没有好处——对学生、公众甚至研究人员都没有好处。

你说过,剥夺冥王星行星的决定部分是出于保持行星“特殊”的不科学愿望。你的意思是什么?

上周,你采访了迈克·布朗关于行星定义的问题。迈克曾在2006年我们一起接受NPR采访时对我说:“我们不可能有50颗行星。我的小女儿将无法记住所有行星的名字。”

嗯,我有两个女儿,我真的很感激父亲的爱,但这很难成为一个科学的理由。当伽利略把望远镜对准天空,发现并没有可计数的恒星时,我们是否为了方便记忆而限制了恒星的数量?当我们发现类似的星系时,我们是否限制了星系的数量?地球科学家是否限制了要命名的山脉或河流的数量?生物学家限制精子的数量吗?

在所有这些情况下,答案都是否定的,因为科学就是要接受新的事实,而不考虑它们的方便或不便。行星也是如此。

所以那天晚上,我在NPR上回应迈克说:“好吧,如果我们不能有50颗行星,只有8颗,这样孩子们就能记住他们的名字,那么我想我们也应该回到8个州。”

但为了更全面地回答你的问题,许多国际天文学联合会行星定义的支持者希望限制行星的数量,并一直这么说。当我听到这个消息时,我想,除了保护它们的特殊地位之外,为什么有人会关心保持行星的数量少呢?

但你知道,数据就是数据。在行星科学中,我们在过去的15年里认识到我们错了——我们的太阳系不像我们长期以来认为的那样有9或10颗行星,而是更像是900颗。此外,我们已经了解到,太阳系中的大多数行星与我们所知道的前几颗行星非常不同,因为它们要小得多,尽管它们几乎有所有其他共同的属性。

就好像我们在一个荒岛上长大,那里只有NBA球员大小的人,然后,当我们得知世界上其他人都更大时,说这些人并不是我们真正想称之为人类的人,因为这会让我们在家乡的岛上感觉不一样,也不那么特别。

因此,当谈到小行星数量超过大行星时(就像小恒星数量超过大恒星一样),我会说,“很酷,这是出乎意料的,但加油!”毕竟,对新数据做出反应,改变自己的范式以适应全部事实,才是科学的真谛。

你更喜欢什么定义的“行星”,为什么?

我想告诉观众,我们最好通过“星际迷航”测试,而不是IAU采用的测试。

每当《星际迷航》中的一艘星际飞船在太空中停下来测量并打开取景器时,观众和飞船的工作人员都会在大约一秒钟内知道,它是一颗行星、一颗恒星、另一艘宇宙飞船、一颗彗星、一个星云还是一个类人猿。无论什么他们不需要知道附近还有什么,他们不需要对太阳系进行调查,也不需要整合轨道来确定哪些物体已经清除了它们的区域,他们甚至不需要博士天文学家的建议。

他们只是通过观察才知道。他们知道,因为当你看到一颗行星时,并不难分辨它是单独的还是成群的:如果它又大又圆,“不是在聚变的火上”,也不是宇宙飞船,那就是一颗行星。

但更严格地说,自从我在1991年的一篇文章中创造了“矮行星”一词来比喻矮恒星和矮星系以来,我推广了我们现在所说的地球物理行星定义,即GPD:行星是太空中的任何物体,其质量足以使其自身重力产生流体静力平衡状态,但质量不足以使其核心在某个时刻在持续的核聚变中点燃。

这个简单的定义很好地将行星定义为太大而不能像岩石一样运动(通过化学键而不是重力来控制其形状)和[太小而不能像恒星一样运动(大到可以保持流体静力平衡,但内部已经或目前已经核聚变)的物体。

在GPD中,其他什么都不重要——不管我们在哪里找到它,在什么样的比特中,或者它接近或远离什么。事实上,这就是我们在天文学中对大多数其他物体类型进行分类的方式——基于它是什么,而不是它在哪里或在什么轨道上。

你对那些认为冥王星只是柯伊伯带大天体的人说什么?

我说他们是对的!但这与冥王星是否是一颗行星并没有真正的关系。仅仅因为冥王星与许多其他矮行星一起运行并不会改变它的性质,就像一个物体是否是一座山并不取决于它是在一个群体中还是孤立的一样。

我们在柯伊伯带看到的是第三类行星,矮行星,或称DP。大多数,如冥王星和伊利斯,主要有岩石成分(如地球)、卫星、极顶、大气层、季节和其他属性,如较大的行星。它们只是稍微小一点。

早在柯伊伯带被发现之前,冥王星看起来确实像是一个与地球或巨行星都不匹配的天体。事实证明,这是完全正确的,但现在我们知道了原因:冥王星看起来不合适,因为我们当时的技术看不到它只是一大类新行星中最亮、最容易探测到的。

事实上,这就是为什么谷神星(小行星带中最大的天体)一直以来都是一颗行星,但有一段时间被错误地分类,因为我们没有足够的相似例子来将矮行星识别为自己的类别。然而,今天,很明显,DP的数量超过了我们所知道的太阳系中的其他两个行星类别——巨人和外星人。哪些类型看起来是不合适的,而不是正常的?

有些人似乎对这个事实感到不舒服。我认为这只是从将地球从宇宙中心移开开始的秘鲁革命的又一步。

你认为天文学家会达成共识吗?

我知道。我预计不久之后,人们会一致认为,我们的太阳系善于制造大量的行星,而且它们大多是遥远的矮星,而不是我们小时候所知道的距离较近的大行星。

然后学校会告诉我们,就像地球上的河流一样,在我们的太阳系中有大量的行星,你只需要记住附近或特别著名的行星的名字。

我们是否称矮行星为成熟行星有关系吗?这只是一个语义问题,还是触及了更重要的东西?

我认为这很重要。科学家们所做的一件事是在大量的事物中找到秩序,而在生物学、地质学、物理学和天文学等不同领域做到这一点的一种方法是通过分类。

是的,在行星科学中,我们发现我们的旧分类方案不可取,因为我们最近发现了大量远离太阳系的小行星,以及围绕恒星的热木星和超级地球,以及具有奇怪新轨道的行星,以及行星轨道脉冲星。

我不认为作为行星科学家和天文学家,我们的工作是对这些新数据做出反应,即行星在大小、轨道和位置上比我们所知道的要多样化得多,说不再有任何理由对其进行分类,行星这个词已经失去了所有意义。

我认为我们的工作是根据新的数据找到一个更好的分类方案。正如我所说的“星际迷航”测试,它实际上并不难做到。

毕竟,这个领域被称为“行星科学”。如果说行星是什么并不重要,那就意味着行星科学家无法向某人解释这个领域是关于什么的。那怎么会是一件好事呢?


站长QQ:316065270   联系邮箱:316065270@qq.com
Copyright © 2023 Topisme All Rights Reserved.
www.topisme.com 版权所有
沪ICP备11005729号-1