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Feb. 29 2024

冥王星真的不再是行星了嗎?

  • 這張由美國航太總署於2015年所拍攝的冥王星影像結合了藍色、紅色和紅外線波長。國際天文聯合會在2006年宣布將冥王星降級為數十顆矮行星之一。PHOTOGRAPH BY NASA/JOHNS HOPKINS UNIVERSITY APPLIED PHYSICS LABORATORY/SOUTHWEST RESEARCH INSTITUTE

    這張由美國航太總署於2015年所拍攝的冥王星影像結合了藍色、紅色和紅外線波長。國際天文聯合會在2006年宣布將冥王星降級為數十顆矮行星之一。PHOTOGRAPH BY NASA/JOHNS HOPKINS UNIVERSITY APPLIED PHYSICS LABORATORY/SOUTHWEST RESEARCH INSTITUTE

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冥王星的天文地位已遭受質疑長達18年,但問題似乎一直懸而未決。我們訪問了正反雙方的專家,來表述各自的觀點。

2006年,世界失去了許多明星──美國演員雪麗.溫特斯(Shelley Winters)、靈魂樂教父詹姆斯.布朗(James Brown)、博物學家史蒂夫.歐文(Steve Irwin)──而其中只有一個是真正的「星星」──冥王星(Pluto)。

1930年,美國天文學家克萊德.湯博(Clyde Tombaugh)發現冥王星。之後,這顆小小的大理石色天體就被列為太陽系的第九大行星。後來又因與米老鼠動畫中的寵物狗「布魯托」(這個角色原本名為羅浮,但在1931年改以冥王星的原文為名)同名,而迅速擄獲了眾人的喜愛。

接著在2006年,加州理工學院(CalTech)的天文學教授,同時也是《我如何殺死冥王星》(How I Killed Pluto and Why it Had it Coming)一書的作者──麥克.布朗(Mike Brown)攪亂了一團和諧的氣氛,摘掉了冥王星的「行星」頭銜。從那時候開始,有關冥王星命運的爭論就在科學界與流行文化圈中掀起一陣波瀾。

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為了慶祝發現冥王星94週年,我們邀請布朗和美國航太總署(NASA)甘迺迪太空中心(Kennedy Space Center)的退休天文物理學家、同時也是中佛羅里達大學(University of Central Florida)現任副研究員的菲力普.梅茨格(Philip Metzger)一起討論,了解他們的看法。布朗和一些志同道合之士支持降級冥王星的重要性,並轉而關注目前尚未證實的「第九行星」等新發現,而梅茨格與其他人則屬持反對意見的另一陣營,他們對支持冥王星強勢回歸行星行列有一套堅實的理論。究竟哪一派的說法才是正確的呢?

在冥王星去與留的兩方,你們是怎麼決定個人立場的呢?

麥克.布朗:從我進入加州理工學院開始,我的主要研究領域之一就是外太陽系與冥王星等柯伊伯帶(Kuiper Belt)天體。在2000年代初期,我參與的其中一個大型計畫,就是首度真正大規模地搜尋其他像冥王星一樣大的天體,也就是其他矮行星(dwarf planet)……但那時候還沒有「矮行星」這個稱呼,順帶一提,這個名稱真的很愚蠢。

為什麼這麽說呢?

麥克.布朗:因為這會造成不必要的混淆。大家會說:「好喔,這裡提到了『行星』(planet),那它一定是顆行星。」而我要說:「那你要不要找海馬聊聊,牠會很樂意的。」在國際天文聯合會(International Astronomical Union)創造這個名詞之前,我們用「類行星」(planetoid)來描述這些小體積的圓球狀天體,這個說法要好得多,因為它比較不會讓人混淆。冥王星在失去行星地位後被稱為矮行星的唯一原因,是有些冥王星支持者溜了進來,希望有一天能投票決定矮行星其實是行星。這個提案遭到了壓倒性的否決,但「矮行星」這個愚蠢的稱呼卻留了下來。我要為此譴責那些冥王星支持者。

菲力浦.梅茨格:我們會說,有大量的矮行星存在,而且這些矮行星實際上就是位於柯伊伯帶內的行星。但事實上,我們並非是為了讓冥王星回復原有地位而爭辯,因為我們認為讓它降級的投票根本就無效。國際天文聯合會並沒有進行此一投票的權利,他們這麼做違反了自己的內部章程……。我們的主張是冥王星一直都是行星,因為分類學是科學的一部分,而科學家正在使用、且認為有用的,才是有意義的分類學。一般大眾基於占星術的分類學,對科學沒有任何用途。我們很遺憾,國際天文聯合會採用的分類學並沒有任何的理論基礎。

好吧,或許我們可以從行星的標準講起。

菲力浦.梅茨格:2006年,國際天文聯合會決定:第一,行星必須直接繞著恆星運轉。以此為基礎判斷,月球就不是顆行星……我們把它稱作「次級行星」(secondary planet),而地球則是「一級行星」(primary planet)……。國際天文聯合會所提的第二個標準是,一顆行星應當大到足以憑自身重力將自己拉成圓球形,我們把這種情況稱作「重力制圓」(gravitational rounding)。第三個條件──同時也是把冥王星這類天體踢出的標準──行星必須在重力層面主宰其運行軌道,並清除軌道附近的其他天體。國際天文聯合會沒有定義這是什麼意思,他們只是單純認為將來其他人會給出更為具體的說明。根據這點,你可以反駁說地球不是一顆行星,因為地球並未清除自己的左鄰右舍。他們真正的意思是,行星必須在重力上佔據主宰地位,但根據的是某些國際天文聯合會還未建立的標準。

麥克.布朗:2000年代初期,數位相機的性能開始變得愈來愈強大。終於,我們可以一次拍下全天的影像。我們就是利用這種技術,發現了太陽系裡最大、最明亮、最「矮」的行星,包括迫使冥王星陷入紛爭、質量比冥王星更大的「鬩神星」(Eris)。於是突然間,我們不得不做出某些權衡。要麼得加上一些新的行星,要麼就得把一些天體排除在行星之外。假如冥王星是現在才發現的,沒有人會認為它是行星。

我們是否太執著於對稱性?是否因為我們都是伴隨著「九大行星」的說法長大,因此一想到 「八大行星」或「無限行星」的說法,就讓我們覺得不安?

麥克.布朗:不,沒有什麼魔法數字。事情的關鍵不在於將冥王星排除在行星之外,而在於天文學家被迫宣布冥王星與我們現在對行星的了解不符的事實。支持留下冥王星的那一派試圖改變行星的定義,因為他們太渴望保留冥王星的行星地位,但他們的定義會讓太陽系增加200顆行星。順帶一提,冥王星支持派的主導者曾參與過美國航太總署的冥王星計畫。探測器發射時,冥王星還是顆行星。但探測器抵達冥王星時,它已經失去了行星的身份。

菲力浦.梅茨格:這與文化有關,而不是科學。自然中還有什麼事是這樣的?我是指,我們不會說得要有九座山、九條河或九種甲蟲。最有趣的點就在於「天文數字」這個詞。諷刺的是,天文學家正是那些不想要天文數字的人。他們希望行星的數量就是八個。

這是否關係到改變小學科學的教學方式?我們得到八大或九大行星這樣漂亮且容易記憶的說法,然後不再多想。或者我們該把行星數量當作一個不斷演變的概念來傳授呢?

菲力浦.梅茨格:是的。很不幸,當我們學習太陽系有八大行星,而且這些行星支配著自己的軌道時,我們又回到了古老的「地心說」概念。這種過時的理論簡單、有序,且只有單一中心,這些行星就像神明一樣統治著自己的軌道。我們認為,應該讓學生知道這是個不斷變化的宇宙。事物不斷改變,也會逐步發展。就算是行星,也會改變它們的軌道。

那麼尋找「第九行星」並不是要找到冥王星的替代品?

麥克.布朗:目前,有「第九行星」存在是個很棒的假說,它可以解釋許多我們發現、但還無法解釋的事情。但直到有一天,我們能將望遠鏡瞄準「第九行星」,說 「啊哈,它就在那裡」之前,這就仍然只是種能夠解釋眾多現象的最佳假設。我認為,我們最後會用望遠鏡找到並拍下那顆天體,但在此之前,「第九行星」的存在就只是個假說而已。

最後,你認為人們為何會對冥王星有這樣執著的想法,拒絕接受「第九行星」,或是任何其他可能的「替代品」?

菲力浦.梅茨格:我只能說,美國航太總署的「新視野號」(New Horizons)飛過冥王星的那一刻,確實震撼人心。當時我在約翰霍普金斯大學(Johns Hopkins University)的任務控制中心。當他們第一次公開冥王星的照片時,真是令人嘆為觀止。而且它的地質充滿變化──有像洛磯山脈(Rocky Mountains)一樣高的山脈正在拔地而起、有在冥王星表面流動的冰川、分層的大氣,很可能還有地下海洋,以及遍布星球表面、可做為生命基石的有機物質。冥王星不只是顆行星,而是比任何其他行星都更像地球,它是最像行星的行星。

麥克.布朗:我對冥王星是有感情的。在我的成長過程中,它一直是太陽系邊緣奇異而神秘的存在。誰會不覺得它又奇怪、又小、又可愛呢?而現在我們終於可以看到了它的樣子,它看起來很酷,而且真的是個很酷的地方。

 

延伸閱讀:若「第九行星」真的存在,它可能比想像中更近也更容易發現!飛越冥王星,揭祕奇異地形!

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