重新點燃冥王星行星辯論是個好主意嗎?

批評者指責冥王星擁護者在鞭打一顆已死的行星

冥王星愛好者們,不要絕望:研究人員並沒有放棄為這顆前第九大行星而戰。兩年前,當國際天文學聯合會(IAU)將冥王星降級為僅僅是矮行星的地位時,他們中的許多人提出了抗議。現在他們計劃重燃這場辯論,這次是以公眾理解科學的名義。

這個問題雙方的研究人員定於八月在馬里蘭州勞雷爾市的約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室聚集,參加一個名為“偉大的行星辯論:科學的過程”的會議。會議的共同組織者,圖森市行星科學研究所所長馬克·賽克斯說,目標是教導公眾科學是一個不斷修訂和完善的過程。“人們應該接觸到這個過程,”他說。“國際天文學聯合會的過程給人一種印象,即科學是由一群科學家在閉門會議中投票完成的。”

即將舉行的會議的日程安排包括對當前國際天文學聯合會行星定義(一個清除了其軌道上的競爭者的圓形天體)以及賽克斯等研究人員更喜歡的早期版本的連續演講。議程上還列出了關於教師“挑戰和機遇”的講座,歡迎教師參加。“過去幾年來的問題之一,”賽克斯說,“一直是教師們對該教什麼感到困惑”


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對國際天文學聯合會決定的持續抵制激怒了一些研究人員。“我認為反對它比任何事情都更損害我們的聲譽,”科羅拉多州博爾德市西南研究所的行星科學家哈羅德·萊維森說。他說,他同意國際天文學聯合會的結論,但他補充說,他更希望看到行星分為兩類:主要的和次要的。國際天文學聯合會可能仍然會在計劃於明年舉行的會議上重新審視這個問題。

儘管存在分歧,教科書出版商似乎正在從容應對冥王星的降級。《大眾科學》網站聯絡到的一些出版商表示,他們預料到了這種情況。教科書合著者,美國宇航局艾姆斯研究中心(位於加利福尼亞州莫菲特菲爾德)的行星科學家達納·巴克曼說,在2006年8月的國際天文學聯合會會議之前撰寫的《天文學視角》(第一版,2007年)的早期草稿中,就已將冥王星排除在太陽系行星地圖之外。

“國際天文學聯合會的決定表達了我們已經相信的,並且已經寫在紙上的內容,”巴克曼說。他透過電子郵件提供了一個已出版的第一章的摘錄,其中簡要敘述了冥王星的降級,但沒有將其描述為有爭議的。

《行星科學》(第一版,2001年)將冥王星列為行星之一,但根據巴克曼的艾姆斯研究中心同事傑克·利紹爾(該書的合著者,他與合著者伊姆克·德·帕特爾一起獲得了美國天文學會2007年錢布利斯天文寫作獎)的說法,在將於2009年出版的第二版中,冥王星將被排除在外。

冥王星一直以來都與其他行星不同。它大約是月球質量的五分之一,是構成海王星軌道之外柯伊伯帶的冰冷天體中最大的一個。與四個內部(類地)行星不同,它最多隻有稀薄的大氣層。

外面的四個類木行星質量巨大且呈氣態。它們都不像以前的第九大行星,第九大行星還具有明顯的偏心或橢圓軌道,該軌道與海王星的軌道交叉。“當你看到像那樣(偏心率)的圖時,那裡有八顆行星,”萊維森說。“它會突然跳出來,咬你一口。”

然後在2003年,天文學家發現了一顆第十大“行星”,厄里斯,它取代了冥王星成為柯伊伯帶中最大的天體。萊維森指出,這一發現引發了發現更多可能也被認為是行星的天體的幽靈。(可憐了那些被迫學習越來越複雜的助記符的小學生。)因此,在兩年前的夏天,國際天文學聯合會在布拉格召開了一次會議,以確定行星的第一個正式定義。

國際天文學聯合會任命的工作組最初提議主要根據其圓度來定義行星。這將不僅包括冥王星和厄里斯,還包括冥王星的衛星卡戎和穀神星,穀神星是火星和木星之間的小行星帶中最大的小行星。

經過一場廣為人知的辯論,工作組修改了定義,要求圓形天體還必須清除其軌道區域的競爭者,而這四個天體都沒有做到。國際天文學聯合會投票者點頭同意,並將上述群體(卡戎除外)重新分類為“矮行星”。

並非所有人都認同。例如,參與美國宇航局“新視野”號冥王星和柯伊伯帶任務(於2006年發射)的研究人員突然發現自己正在研究一顆矮行星而不是一顆真正的行星。大約300名行星科學家簽署了一份請願書,抗議國際天文學聯合會的定義,並呼籲制定一個新的定義。

那些拒絕矮行星標籤的人指出,國際天文學聯合會的定義仍然需要科學專業知識來解釋。例如,海王星並沒有阻止冥王星穿越其軌道,木星的軌道也並非完全清除了瓦礫——它包含數以百計的岩石,被稱為特洛伊小行星,儘管它們被氣體巨星的引力鎖定在兩個團塊中。

利紹爾說,他和他的教科書合著者限制了矮行星這個術語的使用,正是因為這些注意事項。“我們沒有說明國際天文學聯合會關於圓形和清除其區域的定義,”他說,“因為我們懷疑,如果在100天文單位[天文單位]處發現一個水星質量的天體,即使它沒有清除其區域,它也會被接受為行星。”(一百天文單位約為90億英里,或150億公里。)

在最近一期的《科學》雜誌上,賽克斯論證了圓形天體定義的理由。他說,一個質量足夠大的天體會在自身重力作用下沉降成球形。當這種情況發生時,他說,密度較大的物質會向核心移動,地質過程也會啟動,包括火山活動、板塊構造和侵蝕。

賽克斯說,圓形天體定義為行星科學家提供了一個有用的指南,用於選擇太陽系中可以揭示地球上過程的天體,賽克斯是美國宇航局“黎明號”任務的科學團隊成員,該任務旨在探測矮行星穀神星和小行星帶中最大的兩個成員灶神星。“當您研究不同天體的不同屬性時,”他說,“您是在說,這些事物是如何相關的?國際天文學聯合會組織事物的方式絕對沒有提供任何見解。”

亞利桑那大學圖森分校斯圖爾特天文臺的副研究員和高階講師埃德·普拉瑟說,這種說法與課堂上的證據不符,他向非科學專業的學生講授天文學101課程。

普拉瑟說,即使在布拉格會議之前,他在課堂上也教導學生根據小行星和柯伊伯帶天體的形成方式來區分它們與八大行星:早期太陽周圍的原行星盤中密度較大的物質會聚集得更近,從而形成類地行星,而氣體則會漂浮得更遠,形成類木(氣體巨星)行星。

他說,他經常就這場爭議對他的班級進行民意調查,通常,大約70%的學生最終認為:“是的,它沒有理由成為行星。它只是一塊坐在更遠地方的岩石。”他指出,將行星定義為圓形天體會產生自身的問題,因為它不會自動區分行星和衛星。

無論他們接受還是拒絕冥王星的降級,研究人員都表示,他們擔心公眾對科學過程的理解。“科學不是關於組織向大眾提供真理,”賽克斯說。“科學更有趣。它更混亂,”他說。

正是這種混亂讓普拉瑟感到擔憂:“我認為這應該是科學家之間的一個重要討論,而不是教育工作者或公眾之間的討論。”他說,否則,公眾可能會認為科學家是根據個人感受和歷史慣例而不是嚴謹的過程來做出決定的。他說,一旦這種情況發生,“我們就失職了。”

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