行星定義
究竟什麼才算是行星? 其實自幾千年前一直以來都沒有一個明確的定義,直到2006年國際天文聯合會才正式定義「行星」,也是自此,原本大家很熟悉的第九行星冥王星被剔除在行星的行列外,目前太陽系只剩下八大行星─水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
行星的定義要從其歷史脈絡來探究,最早的時候(古希臘/古中國),天文學家觀察天空就發現有5顆位置會移動的天體,因此稱為「行」星,與其他為數眾多不會移動的「恆」星相對應,這也是傳統的「五行」─金木水火土的由來。
直到望遠鏡發明100多年以後,1781年英國的天文學家赫歇爾發現一顆同樣會移動的天體,也就是天王星。這時對於天王星的行星地位是很確定的,雖然他看起來很小顆,幾乎就如同一個恆星一樣是個黯淡的小光點,但因為他在天空中會持續移動,所以可以明確的區別它是行星。
但在1801年至1807年接連發現許多同樣「會移動的天體」,穀神星、智神星、婚神星、灶神星,此時開始了混亂,因為這四個天體軌道非常類似,跟太陽的距離都差不多,所以雖然最開始的時候仍有許多人都將它們稱為行星,但後來由於這類天體發現越來越多,慢慢地就出現了一個新分類─「小」行星,表示它們都類似行星會在天空中移動,但是體積卻很小顆的天體。
接著由於當時發現天王星的軌道與理論預測的不符,猜測可能有一個大質量的天體,其重力在干擾天王星,法國的天文學家勒維耶利用數學去推算該未知天體的位置,1846年成功發現海王星。此時海王星也是無庸置疑的確保行星的地位,因為他是距離在天王星外的獨立軌道,附近沒有其他天體,質量也足夠大顆。
最後是重頭戲,冥王星的發現有點類似海王星,當時也認為海王星的軌道有異常,認為有其他天體在干擾海王星,在1930年美國的天文學家湯伯成功發現冥王星,但是冥王星有許多特性與其他行星不同:軌道傾角非常大、橢圓軌道的離心率較大,甚至會進入海王星軌道的內側,但由於當時對冥王星質量的估計較大(最早認為有1地球質量),且冥王星的距離遙遠,附近沒有發現其他天體,因此持續佔據第九行星的地位好幾十年。
隨著觀測技術進步,冥王星的質量持續下修(0.2%地球質量),後來也驗證當時海王星的軌道異常只是因為對海王星的質量估計錯誤,並且也持續發現更多的小天體位於冥王星軌道附近,壓垮駱駝的最後一根稻草是鬩神星的發現,因為鬩神星看起來比冥王星還大,若依照質量大小的量級來看,鬩神星會變成第十行星,同時也可能會有許多天體排上第十一、第十二、第十三.....的頭銜。
(冥王星與其他天體的大小比較,取自https://astrocometal.blogspot.com/2016/05/jplames-2007-or10-largest-unnamed-world.html)
國際天文聯合會在2006年8月24日投票表決通過符合下列定義者為行星:
1.圍繞恆星公轉
2.質量足夠大,可產生足夠的引力使其保持接近球體
3.能夠清除軌道附近的天體
而如果不符合第3點,也就是無法清除軌道附近天體,也不是衛星的天體,則為「矮行星」,其他所有圍繞太陽的天體則為「太陽系小天體」。
依照此定義,由於冥王星的軌道附近還有鬩神星、鳥神星、妊神星等相似的天體,因此冥王星被降級為矮行星(鬩神星、鳥神星、妊神星也因為質量夠大,形狀接近球體而符合矮行星之定義),同時原本是小行星的穀神星,雖然它位於小行星帶,軌道附近有眾多小天體沒有清除,但穀神星的質量也因為夠大而保持球體,故歸類成矮行星。