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曾几何时,冥王星被认为是太阳系中的第九大行星。可到了2006年,冥王星不再是第九大行星,而是降级成了矮行星。20年过去了,关于冥王星是不是行星的争议没有消失,美国宇航局(NASA)贾里德·艾萨克曼(Jared Isaacman)又想推动冥王星重新升级为行星。

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在美国参议院听证会上,艾萨克曼公开表示,他非常支持让冥王星重新成为行星。他还说NASA正在准备相关论文,希望把这个问题重新推到科学共同体面前讨论。这是把一场持续20年的天文争议,重新摆到了台面上。

一、一个24岁年轻人发现了第九大行星

冥王星的故事,要从1930年说起。那一年,美国洛厄尔天文台的年轻助手克莱德·汤博(Clyde Tombaugh),正在一张张比对夜空玻璃底片。他寻找的是传说中的X行星,一颗可能藏在海王星之外、影响外行星运动的神秘天体。

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1930年2月18日,汤博终于在两张底片之间发现了一个微弱移动的小点。它太暗,太远,几乎像尘埃一样不起眼。但它确实在移动,说明它不是恒星,而是太阳系里的一个新成员。洛厄尔天文台随后宣布了这一发现,冥王星由此进入人类视野,正式成为太阳系第九大行星。

但尴尬的是,冥王星从被发现开始就显得不太一样。它比月球还小,轨道又扁又倾斜,还会进入海王星轨道内侧。它不像木星、土星那样巨大,也不像地球、火星那样规整。它更像太阳系边缘的一颗奇怪冰球,只是那个年代人类还不知道,海王星之外其实藏着一个庞大的冰冻天体带。

二、为什么冥王星会被降级?

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真正改变冥王星命运的是,后来不断发现的柯伊伯带天体。天文学家发现,海王星之外并不是一片空旷黑暗,而是堆满了太阳系形成后留下的冰质残骸,这一区域被称为柯伊伯带。那里有很多天体绕太阳运行,有些尺寸并不比冥王星小太多。

2005年前后,阋神星等天体的发现让问题变得尖锐起来。如果冥王星是行星,那么这些类似天体是不是也该算行星?太阳系到底是八九颗行星,还是十几颗、几十颗,甚至更多?国际天文学联合会必须给出一个新的分类标准。

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2006年,国际天文学联合会通过新的行星定义。一个太阳系行星必须满足三个条件。它要绕太阳运行,要有足够质量让自己接近球形,还要清除自身轨道附近的其他天体。冥王星满足前两个,却没有满足第三个,因为它与柯伊伯带大量冰质天体共享轨道区域。

于是,太阳系从九大行星变成八大行星。冥王星被归入矮行星,与谷神星、阋神星、鸟神星、妊神星等天体分类在一起。这个结果在科学分类上有逻辑,但在公众情感上很难接受。很多人觉得,冥王星不是变小了,也不是消失了,为什么一个会议投票就能把它踢出行星队伍?

三、新视野号飞到冥王星后,事情变复杂了

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如果说2006年是冥王星最低谷,那么2015年就是它的高光时刻。NASA的新视野号探测器在飞行9年半、跨越超过48亿公里后,在1.25万公里外飞掠冥王星。这是人类第一次真正看清这个遥远世界。

此前,冥王星在天文望远镜里只是一个模糊光点。新视野号传回的照片却让科学家震惊,那里不是一颗死气沉沉的冰球,而是一个复杂、活跃、充满地质细节,它拥有山脉、峡谷、平原、陨石坑和冰川。

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最震撼的是那片巨大的心形区域,后来被称为汤博区。它由明亮的氮冰平原构成,周围还有崎岖高地和冰山。部分山脉高达数千米,可能由坚硬的水冰支撑。一个在零下200多摄氏度环境中的小世界,竟然有类似冰川流动、地貌更新和大气循环的痕迹。

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新视野号还发现,冥王星有稀薄大气,有蓝色雾霾层,有氮气从大气中逃逸,还有五颗卫星环绕,其中最大的冥卫一甚至和冥王星形成一种近似双天体系统。这些发现让很多科学家重新思考一个问题,判断一颗天体是不是行星,到底该看它是否清空轨道,还是该看它自身是否足够复杂?

四、NASA局长为什么想为冥王星翻案?

艾萨克曼的表态,背后有几层原因。第一层当然是情感和历史,冥王星由美国人汤博发现,对美国天文学有特殊意义。恢复冥王星的行星地位,也等于重新强调汤博的贡献,这一点在艾萨克曼的讲话中说得很明确。

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第二层是科学争议。反对降级的人认为,清除轨道这个标准并不完美。地球轨道附近也有小行星,木星也和大量小天体共享空间。只不过它们质量太大,能在引力上占绝对优势。冥王星因为身处柯伊伯带,周围残骸太多,就被排除在行星之外,这让不少科学家觉得标准不够直观。

第三层是地质行星定义的崛起。按照这种看法,只要一个天体足够大,能靠自身引力变圆,并拥有复杂地质活动,就应该算作某种意义上的行星。冥王星有大气,有冰川,有山脉,有活跃表面,还有卫星系统。支持者会问,这样的世界都不算行星,那行星到底该是什么?

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不过,NASA局长想恢复冥王星地位,并不代表NASA能直接改规则。太阳系天体的正式命名和分类权,仍在国际天文学联合会手里。国际天文学联合会也强调,科学分类需要国际共识和证据过程,不可能由某个国家、某个机构单方面改变。

从现实看,冥王星短期内重新成为正式行星的可能性并不高。因为一旦恢复冥王星,问题马上会接踵而来。阋神星怎么办?谷神星怎么办?其他柯伊伯带候选天体怎么办?所以,争论还会继续