行星科學家正在提出一個新的行星定義，以取代許多研究人員認為以太陽為中心且過時的定義。目前的定義是由國際天文學聯合會（IAU）於2006 年制定的，該組織負責為太空中的天體正式命名，它規定，要成為行星，天體必須在太陽系內繞太陽運行。

一項新的提案試圖改變行星的科學定義，目前，行星必須圍繞太陽運行。

• 根據國際天文學聯合會的定義，行星是指圍繞太陽運行的天體，其質量足夠大，引力迫使它變成球形，並清除了其圍繞太陽運行軌道附近的其他天體。
• 科學家現在認識到有數千顆行星存在，但國際天文學聯合會的定義只適用於太陽系內的行星。
• 新提出的定義明確規定，天體可以圍繞一顆或多顆恆星、褐矮星或恆星殘餘物運行，並設定了適用於各地行星的質量限制。

將定義擴展到太陽系之外

然而，科學家知道，圍繞太陽系外的恆星運行的天體是相當常見的，《行星科學雜誌》即將發表的一篇文章主張對行星下一個新的定義，其中包括不受太陽系束縛的行星。該建議還提供了量化標準，以進一步明確行星的定義。

文章的主要作者、加州大學洛杉磯分校地球、行星和太空科學以及物理學和天文學教授讓-呂克-馬戈特將在2024 年8 月舉行的國際天文學聯合會大會上介紹擬議的新定義。

現行定義及其局限性

根據目前的定義，行星是指圍繞太陽運行的天體，其質量足以使其在重力作用下變成球形，並清除了其圍繞太陽運行軌道附近的其他天體。

“目前的定義特別提到了繞太陽運行。我們現在知道有成千上萬顆行星，但國際天文學聯盟的定義只適用於太陽系內的行星。我們提出了一個新的定義，它可以適用於圍繞任何恆星、恆星殘骸或褐矮星運行的天體。

新的通用定義

作者認為，雖然繞太陽運行的要求過於具體，但國際天文學聯合會定義中的其他標準也過於模糊。例如，它說行星”清除了它的軌道”，卻沒有說明這意味著什麼。提議的新定義包含可量化的標準，可用於定義太陽系內外的行星。

在新的定義中，行星是指具有以下特徵的天體：

• 圍繞一顆或多顆恆星、褐矮星或恆星殘餘運行，並且
• 比1023公斤和
• 質量小於13 個木星質量（2.5 X1028公斤）。

建立基於動態優勢的分類法

馬戈特和共同作者、不列顛哥倫比亞大學的布雷特-格萊德曼（Brett Gladman）以及加州特梅庫拉市查帕爾高中的學生托尼-楊（Tony Yang）對太陽系中的天體特性進行了數學運算，以觀察哪些天體聚集在一起。分析結果表明，太陽系中的行星都具有不同的特質，這些特質可以作為建立一般行星分類學的起點。

例如，如果物體具有足夠的引力，可以透過積聚或彈射附近的較小物體來清理路徑，那麼這個物體就被稱為動態優勢物體。

馬戈特說：”太陽系中的所有行星都是動態主導行星，但其他天體–包括冥王星等矮行星和小行星–則不是。因此，這一特性可以納入行星的定義中」。

修訂行星地位標準

動力學優勢的要求為品質提供了一個下限。但潛在的行星也可能太大，不符合新的定義。例如，有些氣態巨行星大到會發生氘的熱核聚變，這樣的天體就變成了被稱為褐矮星的亞星，因此就不是行星了。這個極限被確定為13 個或更多木星的質量。

另一方面，目前對球形的要求則更成問題。我們很少能對遙遠的行星進行足夠詳細的觀測，以確定它們的形狀。作者認為，儘管行星一般都是圓形的，但對形狀的要求很難實現，實際上對定義目的毫無用處。

行星定義的未來前景

格萊德曼說：”將定義固定在最容易測量的量–質量–上，可以消除關於特定物體是否符合標準的爭論。這是當前定義的一個弱點。”

好消息是，在太陽系中，大於1021公斤的天體似乎都是圓形的。因此，所有符合提議的1023公斤質量下限的天體預計都是球形的。

雖然國際天文​​學聯合會對行星定義的任何正式修改可能還需要幾年的時間，但Margot 和他的同事們希望他們的工作能引發一場對話，從而改進定義。

編譯自/ ScitechDaily

arXiv:2407.07590