冥王星為何不再是行星？

撰文╱索特（Steven Soter）
翻譯／邱淑慧 
 

冥王星(Pluto)正式從行星中除名，                           背後的科學根據是什麼？

         大多數人從小就習以為常，所謂的行星是指：繞著恆星運轉、藉由反射恆星的光而發亮，而且體積大於小行星的天體。這樣的定義雖然不甚精確，但卻把當時所知的天體做了清楚的分類。然而到了1990年代，天文學家一連串傑出的發現，使這樣的定義越來越站不住腳：在海王星的軌道之外，有好幾百個冰球佔據了一個甜甜圈狀的區域，稱為庫伯帶（Kuiper belt），其中有些冰球的體積相當大；此外，許多其他恆星周圍也發現了行星，而且有許多行星的軌道跟太陽系行星的軌道完全不像；天文學家另外還發現了棕矮星，這種星體的特性處於行星與恆星分類的模糊地帶；甚至在黑暗的星際空間裡，也有類似行星的天體獨自漂流著。

　　 這些發現使天文學家爭論起行星的明確定義，並且促使國際天文聯合會（IAU，天文學主要的專業組織）在2006年8月針對這問題做出結論。他們賦予行星定義：環繞恆星運行、質量足以使天體本身收縮成球狀，而且很重要的是，「足以清空軌道周圍，使該範圍內沒有其他大小相當的天體」。這定義最引人爭論的是，它把冥王星（Pluto）從行星的行列中剔除了。有些天文學家表示拒絕採用這樣的定義，並且發起反對的連署聲明。

　　 這並非在玩文字遊戲，而是為了讓行星定義更科學。行星的新定義反映出，我們已經更了解太陽系與其他恆星系統的結構。這些系統是藉由吸積作用，使許多小顆粒聚集成較大的天體，這些較大的天體會彼此吸引而形成更大的天體，就這樣一直逐漸累積，最後產生數量不多、但質量較重的天體──行星；以及數量很多的小型天體──小行星與彗星，它們是行星形成過程所遺留的碎片。簡單說來，行星並不是隨意分類出來的，而是有客觀根據的一種天體類別。

行星名錄演變史
　　 天文學家對行星本質的重新定義，有著很深的歷史淵源。古希臘人在夜空中辨識出，相對於漆黑的天空與星光所形成的背景，有七個會移動的光點，分別是太陽、月球、水星、金星、火星、木星與土星。古希臘人將其統稱為“planetes”，意為漫遊者。注意，地球並沒有在這個名單上。因為在人類的大半歷史中，都認為地球是宇宙的中心或基礎。直到哥白尼說服了當時的天文學家，指出地球不是宇宙的中心，太陽才是。從此他們定義，行星是指環繞太陽的天體，因此將地球列入其中，並剔除了名單上原有的太陽與月球。後來，藉由望遠鏡的觀測，在1781年與1846年分別發現了天王星與海王星。

　　 1801年發現的穀神星（Ceres），剛開始被認為是在火星與木星之間遺漏的行星一員。但就在隔年，天文學家發現了軌道很接近的智神星（Pallas），便開始有了疑問。典型的行星在望遠鏡中看來是個小圓盤，但是這兩個天體卻是像針孔般的極小光點，英國天文學家赫雪爾（William Herschel）提議將它們命名為「小行星」（asteroid）。到了1851年，這類天體的數量已增至15個，把它們都視為行星已然不恰當。於是天文學家決定將小行星以發現的順序編列，正式將小行星歸類為另一個族群，而不再是像行星一樣以距離太陽的遠近編列。如果我們仍然把小行星視為行星，那現在的小學生學到太陽系時，就得應付13萬5000顆行星了！

　　 冥王星有著相似的故事。1930年湯博（Clyde Tombaugh）發現冥王星後，天文學家欣然接受冥王星就是長久以來所尋找的X行星，就是它的重力影響了海王星軌道，使海王星軌道有著無法解釋的異常特性。後來證實，其他八顆行星不但都比冥王星大，就連它們的衛星也有七個比冥王星還大，地球的衛星月球就是其中之一。進一步的分析顯示，海王星軌道的怪異並沒有因為冥王星的發現而獲得圓滿的解釋。60年來，身處行星系統最外圍的冥王星一直是特立獨行的怪異份子。

　　穀神星是在被確認為大量小行星的一員時，開始顯出它的重要性，同樣的，人們之所以會逐漸了解冥王星，也是源自天文學家發現，它只是眾多庫伯帶天體（Kuiper belt object, KBO）之一，天文學家開始猶豫是不是還應該稱它為行星。從歷史沿革看來，撤銷冥王星的行星資格，並不算是空前的創舉，太陽、月球還有小行星都曾經列為行星，後來又遭刪除。不過，仍然有很多人主張要繼續把冥王星稱為行星，因為幾乎每個人從小就習慣把冥王星當成行星。

　　2005年發現了厄里斯（Eris，在正式命名前稱為2003 UB313或齊娜），這是一個比冥王星還大的KBO。這個發現將爭議帶回源頭，如果冥王星算行星，那麼厄里斯必然也是個行星，如此一來連同其他大型的KBO也都是；相反的，如果冥王星不是行星，那其他KBO也就都不是。天文學家要基於什麼樣的客觀立場來決定呢？

【本文轉載自《科學人雜誌》2007年2月號】