行星科学家们正在倡导修订行星的定义 重点关注质量和轨道特征

一项新的提案试图改变行星的科学定义，目前，行星必须围绕太阳运行。

• 根据国际天文学联合会的定义，行星是指围绕太阳运行的天体，其质量足够大，引力迫使它变成球形，并清除了其围绕太阳运行轨道附近的其他天体。

• 科学家现在认识到有数千颗行星存在，但国际天文学联合会的定义只适用于太阳系内的行星。

• 新提出的定义明确规定，天体可以围绕一颗或多颗恒星、褐矮星或恒星残余物运行，并设定了适用于各地行星的质量限制。

将定义扩展到太阳系之外

然而，科学家们知道，围绕太阳系外的恒星运行的天体是相当常见的，《行星科学杂志》即将发表的一篇文章主张对行星下一个新的定义，其中包括不受太阳系束缚的行星。该建议还提供了量化标准，以进一步明确行星的定义。

文章的主要作者、加州大学洛杉矶分校地球、行星和空间科学以及物理学和天文学教授让-吕克-马戈特将在 2024 年 8 月举行的国际天文学联合会大会上介绍拟议的新定义。

现行定义及其局限性

根据目前的定义，行星是指围绕太阳运行的天体，其质量足以使其在重力作用下变成球形，并清除了其围绕太阳运行轨道附近的其他天体。

"目前的定义特别提到了绕太阳运行。我们现在知道有成千上万颗行星，但国际天文学联盟的定义只适用于太阳系内的行星。我们提出了一个新的定义，它可以适用于围绕任何恒星、恒星残骸或褐矮星运行的天体。"

新的通用定义

作者认为，虽然绕太阳运行的要求过于具体，但国际天文学联合会定义中的其他标准也过于模糊。例如，它说行星"清除了它的轨道"，却没有说明这意味着什么。提议的新定义包含可量化的标准，可用于定义太阳系内外的行星。

在新的定义中，行星是指具有以下特征的天体：

• 围绕一颗或多颗恒星、褐矮星或恒星残余运行，并且

• 比1023千克和

• 质量小于 13 个木星质量（2.5 X1028千克）。

建立基于动态优势的分类法

马戈特和共同作者、不列颠哥伦比亚大学的布雷特-格莱德曼（Brett Gladman）以及加利福尼亚州特梅库拉市查帕尔高中的学生托尼-杨（Tony Yang）对太阳系中的天体特性进行了数学运算，以观察哪些天体聚集在一起。分析结果表明，太阳系中的行星都具有不同的特质，这些特质可以作为建立一般行星分类学的起点。

例如，如果一个物体具有足够的引力，可以通过积聚或弹射附近的较小物体来清理路径，那么这个物体就被称为动态优势物体。

马戈特说："太阳系中的所有行星都是动态主导行星，但其他天体--包括冥王星等矮行星和小行星--则不是。因此，这一特性可以纳入行星的定义中"。

修订行星地位标准

动力学优势的要求为质量提供了一个下限。但潜在的行星也可能太大，不符合新的定义。例如，有些气态巨行星大到会发生氘的热核聚变，这样的天体就变成了被称为褐矮星的亚星，因此就不是行星了。这个极限被确定为 13 个或更多木星的质量。

另一方面，目前对球形的要求则更成问题。我们很少能对遥远的行星进行足够详细的观测，以确定它们的形状。作者认为，尽管行星一般都是圆形的，但对形状的要求很难实现，实际上对定义目的毫无用处。

行星定义的未来前景

格莱德曼说："将定义固定在最容易测量的量--质量--上，可以消除关于特定物体是否符合标准的争论。这是当前定义的一个弱点。"

好消息是，在太阳系中，大于1021千克的天体似乎都是圆形的。因此，所有符合提议的1023千克质量下限的天体预计都是球形的。

虽然国际天文学联合会对行星定义的任何正式修改可能还需要几年的时间，但 Margot 和他的同事们希望他们的工作能引发一场对话，从而改进定义。

编译自/ScitechDaily

arXiv:2407.07590