天空中的流浪者——行星的定义

1、天空中的流浪者一一行星的定义天空中的流浪者一一行星的定义现代天文学的起源在于对太阳系的研究。当古人类第一次凝视天空时，他们认识 到每天晚上在头顶旋转的星星的相同模式。他们认出了这些现在被称为星座的固定燕 鸥，它们有着熟悉的物体或意象，或者来自神话和文化的故事。但是除了这些恒星之 外，每天晚上都有一些明亮的光点在移动， 慢慢地沿着类似的路径穿过围绕天空的星 座带（太阳和月亮似乎也在同一个恒星带中移动）。这些游荡的天体是我们太阳系的 行星。事实上，“行星”这个名字来源于拉丁语 planeta ,意思是流浪者。古人认识到有许多肉眼能看到的行星。 我们现在知道太阳系由八颗行星组成， 至 少有三颗矮行星

2、，外加无数更小的天体：卫星、小行星、彗星、光环和尘埃。即使在 今天，对新物体和新物体类别的发现仍在继续。 因此，我们对太阳系的看法随着解释 （或预测）数据的新数据和新理论的出现而不断变化和发展。我们今天看到的太阳系是形成行星和其他天体的物理、化学和动力学过程复杂相 互作用的结果。通过对每一个行星和其他天体的单独和集体研究，我们试图了解这些过程和导致当前太阳系的步骤。这些过程中的许多在太阳系历史早期运行最为剧烈， 因为太阳和行星是在45.6亿年前由星际尘埃和气体云形成的。太阳系历史上的头10 亿年是一个剧烈的时期，因为行星清除了它们的轨道区域，从行星形成过程中遗留下 来的许多碎片，将小天体送入行

3、星交叉点，并经常撞击行星，进入轨道或进入星际空 问。相比之下，现在的太阳系是一个非常困难的地方， 尽管许多这样的过程今天仍在 较小规模上继续。我们对太阳系的认识在过去 40年里发生了爆炸，因为行星际探索航天器提供了 所有行星以及各种卫星、小行星和彗星集合的特写视图。地球轨道望远镜提供了一个 前所未有的视角，太阳系的波长往往无法从地球表面。 地面观测还通过应用各种新技 术，如电荷耦合器件（CCD摄像机、红外探测器阵列、自适应光学和强大的行星雷 达，继续产生令人振奋的新发现。理论研究也为我们理解太阳系做出了重要贡献，主要是通过使用先进的计算机代码和高速专用计算机。偶然性在许多新发现中也发挥了重要

4、作用。随着知识的增长，我们试图解释我们在每一个新进入的世界上观察到的复杂性和 多样性时，也出现了许多额外的问题。观测结果的空间分辨率和光谱分辨率的提高， 以及对大气、表面材料和磁层的原位测量，揭示了每个天体的独特性，这是形成和塑 天空中的流浪者一一行星的定义造它的物理、化学和动力学过程不同组合的结果，以及它不同的初始com位置。然而, 同时，有广泛的系统趋势和相似之处，这是太阳系经历的集体历史的线索。我们现在已经开始了一个令人兴奋的新发现时代，在附近的恒星周围发现了许多 行星大小的天体。尽管这些太阳系外行星的性质和位置看起来与我们太阳系中的行星 非常不同，但它们很可能是发现与我们太阳系更为相似

5、的其他行星系的前奏。我们也可能即将发现其他行星，特别是火星上生命存在的证据。关于是否在从火 星表面发射的陨石中发现了生物物质并找到了它们通向地球的途径，目前仍有争论。 尽管仍有很大争议，但如果能够证实，这一发现将对太阳系和银河系其他地方生命的 存在产生深远的影响。一些关于行星命名的简要说明可能会有用。 这些行星的名字都取自希腊和罗马神 话（地球除外），其卫星的名字也取自希腊和罗马神话，除了月亮和天王星卫星，后 者是以莎士比亚的人物命名的。 地球有时被称为Terra ,月球被称为Luna,每一个都 是他们名字的拉丁版本。行星环的命名系统在每个行星上都是不同的，包括结构的描述性名称（在木星）、罗马

6、字母（在土星）、希腊字母和阿拉伯数字（在天王星）以及 与海王星的发现有关的科学家的名称（在海王星）。小行星最初是以希腊和罗马女神命名的。随着小行星数量的增加，它们以发现者 的家庭成员命名，以天文台、大学、城市、省份、历史专家、科学家、作家、艺术家、 文学专家和天文学家的猫命名。小行星的最初发现是根据发现年份和字母/数字代码来确定的。一旦小行星的轨道建立起来，就在 as teroid目录中给出了它们的官方编 号：超过136500颗小行星已经编号（截至2006年9月）。小行星的发现者有权提出 它的名字，如果在它被正式编号后的 10年内这样做的话。彗星通常以其发现者命名，尽管在一些著名的案例中，如哈

7、雷彗星和恩克彗星， 它们是以那些首先计算出它们的轨道并连接了几个幽灵的个体命名的。因为有些天文学家发现了不止一颗短周期彗星， 为了区分它们，在名称的末尾加上一个数字，尽管 这个系统不适用于长周期彗星。 彗星的设计还取决于它们的发现年份和字母代码（最近废弃的系统使用小写罗马字母和罗马数字代替字母代码）。国际天文学联盟（IAU） 的几个工作组负责监督新发现的彗星、小行星和卫星以及太阳系天体表面特征的研 究。直到最近才有正式的行星定义。最初，古人认识到有很多行星可以用肉眼看到， 还有地球。另外两颗木星，天王星和海王星，分别在1781年和1846年被望远镜发现。天空中的流浪者一一行星的定义最大的小行星

8、谷神星于1801年在火星和木星之间的轨道上被发现，并被誉为一 颗新行星，因为它符合博德定律（见本章后面的讨论）。然而，人们很快就认识到谷 神星比任何已知的行星都要小得多。随着越来越多的小行星在火星和木星之间的类似 轨道上被发现，很明显谷神星只是火星和木星之间巨大天体群中的最大天体，我们现在称之为小行星带。人们创造了一个新的术语“小行星”，用来描述这些天体。在1930年冥王星的发现中，对海王星以外行星的探索继续进行，并逐渐结束。和谷神星一样，人们很快就认识到冥王星比任何邻近的木星行星都要小得多。后来， 通过恒星掩星对冥王星直径的测量表明，冥王星的直径也比任何一颗类地行星都要 小，事实上，甚至比地

9、球的月亮还要小。因此，冥王星的行星地位受到质疑。20世纪80年代，动力学计算表明，在海王星以外的轨道上存在着许多小天体带。 上世纪90年代初，在40.9个天文单位（AU的距离发现了 1992年的QB1随后又 有更多的发现，目前在跨海王星带发现了1000多具尸体。它们被称为柯伊伯带。据估计，所有这些天体都比冥王星要小，尽管发现了一些直径约为冥王星一半的天体。柯伊伯带的存在表明，冥王星和谷神星一样，只是海王星以外一大群大体中最大 的天体，这再次使冥王星的地位受到质疑。后来发现了Eris （2003 UB313,这是一个位于遥远轨道上的柯伊伯带天体，其体积比冥王星稍大。作为回应，天文学联盟，世界各地

10、的天文学家的管理机构， 成立了一个委员会来 创建一个行星的初始状态。2006年，国际天文学联合会（IAU）在布拉格举行的三年 一次的会议上提出了这一定义，并在会上被天文学家多次修改。最终，国际宇航联合 会投票通过了一项决议，决定了一个星球的归属。该决议规定，一颗行星必须具备三个条件：（1）它必须是圆的，表明其内部处于 静水平衡状态；（2）它必须环绕太阳运行；（3）它必须在引力作用下清除其区域内的 其他碎片。最后一个要求是，行星的质量必须足够大，在其太阳系的区域内具有引力 优势。任何绕太阳运行的圆形大体被IAU称为“矮行星”。结果留下了太阳系的八大行星发现到 1846年，并重新分类谷神星，冥王星和厄 里斯