03.08 為什麼水星也很小卻可以稱為大行星,冥王星卻不行?

楞香媽咪


上海科技報科普問答主持人:主任記者 吳苡婷


在我們過去的記憶中,太陽系有9大行星,最遠的一顆就是冥王星。但是2006年8月,國際天文聯合國突然把冥王星“開除”出了太陽系行星行列,它被命名為矮行星。



有一個說法是因為冥王星太小了,它的直徑只有2370公里左右,只是月亮的三分之二多一點。但是同樣有人質疑,離太陽最近的水星更小,為什麼沒有被開除出行星行列。


那麼冥王星為什麼被開除出行星行列呢?事實上原因有以下幾個方面,第一是該星體應該有足夠大的質量,是區域內最大的星體,而且可以達到一種流體靜力平衡狀態,從表面看星體應該是球型的,我們知道很多小行星和彗星的形狀各異。第二是星體必須是繞著太陽系的最大的恆星太陽進行公轉,沒有進入到其他行星的軌道中去。第三是星體有足夠大的引力清空其軌道附近區域的天體。而冥王星顯然是達不到所有標準的,它沒有能力清空所在軌道上的其他天體,而且在圍繞太陽公轉的同時,會進入到了海王星的軌道中去。而其他行星圍繞太陽的公轉展現出的是一個個同心圓。



另外,科學家們發現在冥王星附近有一個柯伊伯帶,這是太陽系外圍的天體帶,裡面可能有幾萬個小行星、矮行星在運動,近年來,科學家們發現其中有幾個行星的特性與冥王星很像,比如鬩神星、穀神星、鳥神星等。


水星的情況和冥王星大不相同,水星個頭比冥王星大,直徑有4878公里,雖然在太陽系的行星裡屬於小個子,但是它符合行星的所有條件。


科壇春秋精選


2006年國際天文學會,以投票方式通過關於大行星的三個標準:1,必須是直接圍繞太陽運行;2,自身質量足夠大,達到流體力學形成球形的條件;3,質量足夠大,通過自身引力,清空軌道周邊其他天體;

1,必須是直接圍繞太陽運行,而不是圍繞行星,否則就只能是衛星,木衛3和土衛6都比水星大,但只能是衛星,如果只達到第1個條件,而不滿足第2個和第3個條件的,就只能算是小行星;

2,一個天體如果自身質量足夠大,受流體力學的影響,它就會自然而形成球體,如果只滿足第1個和第2個條件的天體,則算矮行星,比如:著名的冥王星和小行星帶的穀神星;

3,質量足夠大就可以把軌道周邊的其他天體都清理掉了(吸引成為衛星,或直接撞到自己身上,或因引力彈弓甩到其他軌道上);

能傳滿足以上三個條件的,才能算是大行星,太陽系只有水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星和海王星共8個大行星。因為冥王星軌道上還有很多柯伊伯帶天體,所以它滿足不了第3個條件,只能算矮行星。


海龜信徒


水星是太陽系八大行星中最小的一顆行星,但再怎麼說也比冥王星大很多,是不可比的兩個天體。

水星的直徑為4878公里,而冥王星直徑才2370公里,大了一倍多;水星質量是冥王星的20多倍。

但水星的確很小,小得比太陽系兩顆衛星都要小。這兩顆著名的大衛星分別是:木衛三,直徑5262公里;土衛六直徑5150公里。木衛四與水星差不多,直徑為4840公里,我們月球直徑為3476公里,比水星略小,在太陽系衛星中排名第五。

冥王星就更可憐了,有七顆衛星比它大,除了上述說的幾顆,還有木衛一,直徑3660公里;木衛二,直徑3132公里;海衛一,直徑2520公里。

2006年國際天文學會正式定義了行星概念,這個定義把冥王星排除出了行星隊伍。

行星的主要條件應該達到:1、必須是繞著恆星運轉的天體;1、必須足夠大,自身重力足夠使自己表面呈圓球狀,直徑至少達到800公里以上,質量必須在50億億噸以上;3、能夠清空自身軌道上的其他天體物質。

這就很明確了,水星完全具備以上條件。水星是圍繞著太陽公轉的天體,是一個幾乎很完美的圓形星球,軌道被清空,甚至一個衛星都沒有,質量為3.3*10^23公斤,遠遠超過50億億噸的質量。因此水星是一個名副其實的太陽系行星。

冥王星於1930年發現,由於早期觀測手段較差,開始人們認為它應該是一個較大的行星,甚至比地球還大,因此被列入太陽系九大行星之一。

隨著對冥王星瞭解的增多,科學界發現冥王星實際很小,越來越多與行星不相符的情況。

後來,人們不斷的發現了柯伊伯帶的矮行星,它們是鬩神星、穀神星、鳥神星、妊神星。這些矮行星有的與冥王星相當。比如鬩神星,發現時認為比冥王星質量還要多出27%。

這樣,在2006年國際天文聯合會上,經過投票通過,冥王星就被踢出了行星隊伍,結束了它混跡行星隊伍76年的生涯,歸入矮行星行列。而且卡戎也被認為不屬於冥王星衛星,應該列為矮行星。這樣比較知名的矮行星就有了6顆。

按照國際天文聯合會關於行星的定義,冥王星似乎對前兩條還算符合,但有一些比較明顯的特徵與行星定義有別。

冥王星與其他行星明顯不同的特徵有:1、太小,比很多衛星都小;2、軌道偏心率太大,達到0.256,遠日點73.1億公里,與近日點44.3億公里相差1.66倍,3、軌道有時進入海王星軌道內測,有人提出其原來是海王星衛星,後被甩出的說法;3、冥衛一卡戎嚴格意義上並非衛星,冥王星與卡戎是相互繞著各自星體外空間質點公轉,且相互潮汐鎖定,這可以視為冥王星並沒有清空其自身公轉軌道,而是與其他星體共享軌道。

這些特徵是冥王星最終被排除出行星隊伍的主要原因。現在科學界對冥王星被踢出行星隊伍也還有一些爭議,還此起彼伏有一些要求冥王星重列行星仙班的呼聲。

但隨著越來越多矮行星發現和冥王星一些與行星差異特徵的發現,其迴歸行星隊伍的可能性越來越渺茫,看來只能委屈求全了。

好在2015年7月14日新地平線號探測器到達冥王星探測後,得到了冥王星一些準確數據,確定了冥王星直徑為2370公里,比鬩神星2336公里略大。這樣冥王星雖然不能做行星裡的鳳尾了,但做到了矮行星的雞頭,獨領風騷也算幸運。比較明顯的名聲就是,居於海王星軌道外的矮行星和很多小行星都被歸類為“類冥矮行星”或“類冥天體”,為此它也應該略感安慰了。

這就是水星為啥可做大行星,而冥王星只能屈就矮行星的前因後果。

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時空通訊


水星雖然不大,但也是相對於太陽系的其他行星來說的。相比較冥王星這種矮行星來說水星還是很大的。當然太陽系當中有些行星的衛星,比如木衛三、土衛六,他們的體積比水星要大一些,但就質量而言還是比不上水星的。

關於行星的準確定義,一直到了2006年才有了一個廣泛認同的說法。現在普遍認同的行星定義如下:

  • (a) 在軌道上環繞著太陽。
  • (b) 有足夠的質量,能以自身的重力克服剛體力,因此能呈現流體靜力平衡的形狀(接近圓球體)。
  • (c) 將鄰近軌道上的天體清除。
  • (d) 未能發生核聚變。

從這個定義就可以看出來,水星雖然體積不是很大,但它完全能夠稱得上是一顆行星。首先水星在自己的軌道上繞著太陽公轉;其次水星的質量足夠大,使得它的形狀是一個球形;再者而言水星軌道附近沒有其他的相近天體;最後,水星的中心沒有發生核聚變。

為什麼冥王星沒有成為一顆行星呢?我們也可以按照這個行星定義一一分析。首先冥王星確實繞地球旋轉,但其軌道形狀、與黃道面的夾角等和其他行星有很大的區別。這一點我們姑且認為它合格。冥王星的形狀是個球形,中心也沒有發生核聚變,這兩點也可以認為滿足。但冥王星有一個衛星“卡戎”,和冥王星比較類似。它們兩者看起來不像行星和衛星的關係,反而更像“兄弟”關係。這樣的話就認為它沒有能力清除其軌道附近的天體。

再者而言,冥王星的質量和體積在太陽系中都是十分普通的,甚至連月球都比不上。這樣一個小天體把它歸類於行星,相信很多人都是不服的。

最重要的一點,科學家們在海王星軌道之外的柯依伯帶發現了一些冰質天體,不管質量還是體積都嚴重挑戰了冥王星,甚至有的比冥王星還要大。正是由於這個事實,科學家們決定把冥王星歸於柯依伯帶中的一個體積較大的普通天體,而把它踢出了“行星”的大家庭。

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張家小智兒


答:主要是冥王星不滿足現代天文學對行星的定義標準,在2006年被國際天文聯合會開除了大行星行列,降級為矮行星,並衍生出“類冥天體”的分類分支。


我們來看兩者的數據:

水 星:質量3.3*10^23kg,直徑4878km,軌道平均半徑0.58億公里;

冥王星:質量1.5*10^22kg,直徑2370km,軌道平均半徑58.5億公里;



現代天文學對行星的定義,需要滿足三個條件:

條件一:需要環繞恆星運行;

條件二:能夠清除所在軌道附近的其他天體;

條件三:質量足夠大,並在重力作用下,使其自身形狀呈球形;

以上三點,就是對行星的定義標準;但是,各條件要求並沒有嚴格的定義界限,需要根據實際情況而定,於是行星和矮行星也將存在定義的模糊地帶。


水星作為最靠近太陽的大行星,其軌道非常穩定,自身沒有衛星,軌道周圍也沒有其他天體(也許是太陽幫它清理了),但水星是完全符合行星定義標準的。

冥王星雖然體積也很大,直徑幾乎是水星的 一半,但是對行星定義的“條件二”並不符合。



因為在它的軌道周圍,還存在其他相對較大的天體。

比如:冥王星處於柯伊伯帶的內側,在附近還存在鬩神星(直徑2326公里)這樣和冥王星差不多大的天體。


如果把冥王星看作大行星,無疑還會帶出許多大行星,連它的衛星“卡戎”直徑都有1207公里,而且冥王星和卡戎相互潮汐鎖定。



另外,冥王星的軌道偏心度太大,近日點44億公里,遠日點73億公里,和其他八大行星完全不一樣,這些都是把冥王星降為矮行星的理由。




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艾伯史密斯


比起太陽系中的其他幾大行星,水星的尺寸確實不大,確切的說是直徑最小的行星,直徑約為4880千米。水星的尺寸甚至還比不上衛星,例如,木衛三和土衛六的直徑均大於水星,木衛四則與之相當。不過,雖然水星的尺寸較小,但仍然遠大於冥王星,水星的直徑比冥王星大兩倍。冥王星的尺寸確實太小了,就連地球唯一的天然衛星——月球也比它大,月球的直徑是冥王星的1.5倍。

不過,行星的定義並非完全取決於尺寸。根據國際天文學聯合會的行星定義,成為行星需要滿足三大條件:(1)圍繞恆星(在太陽系中指的是太陽)公轉;(2)質量足夠大,使其外觀能夠呈現為球形;(3)能夠清空公轉軌道附近的其他天體,並且它的個頭在該區域內最大。雖然冥王星圍繞太陽公轉,並且外觀呈現為球形,但由於冥王星的軌道會闖入海王星,並且也在柯依伯帶中與其他小天體的軌道相重合,所以冥王星不滿足第三條要求,故冥王星不再被認為是行星,而是被重新歸類為矮行星。反觀水星,雖然它的尺寸相對較小,但它均滿足行星的三大要素,所以水星被認為是行星。

就目前而言,太陽系中只有包括水星在內的八大行星。除此之外,還有包括冥王星在內的五個矮行星。根據2015年近距離飛掠冥王星的新地平線號探測器,冥王星的直徑在矮行星中最大。不久前,有研究表明太陽系中可能還存在第九大行星,甚至第十大行星。不過,它們均未得到證實。這是因為它們遠離太陽,我們在地球上很難直接觀測到。


火星一號


因為按照行星的定義需要同時滿足這麼幾個條件:

  • 環繞太陽運行
  • 自身足夠大,可以在重力作用下達到流體靜力學的穩定的圓球形
  • 能夠清除自身軌道附近物體


自從冥王星被發現之後,一直就有許多天文學家認為它不符合行星的標準,主要就是這個“小”,它的直徑只有2370km,而水星直徑足足是它兩倍還多——4800km,冥王星甚至比月亮都要小。而且它的軌道很詭異——和太陽系其他行星不同,冥王星的軌道是傾斜於其他行星運行的平面的。

但是在當時的觀測來看,似乎又找不到把它開除出行星的理由:它雖然是最小的行星,但也形成了一個圓形;它雖然軌道詭異,但確實是圍繞太陽做圓周運動。而且最關鍵的是,當時並沒有發現它的軌道上還有什麼其他的星體。


當時隨著研究深入,人們逐漸發現,冥王星其實並不是自己獨佔一個軌道,它只是在柯伊伯帶內側運動,而柯伊伯帶裡直徑大於100Km的天體可能得有數十萬顆,尤其是03年被發現的鬩神星,初步觀測它的體積比冥王星還要大(後來的觀測又發現它的直徑比冥王星小了二三十公里)!這個天體的出現直接導致了冥王星地位的動搖。隨後一些曾經被認為是小行星的天體——比如1801年被發現的穀神星(和其他一些矮行星不同,它不在柯伊伯帶,而是在木星和火星之間的小行星帶裡)、後來發現的妊神星、鳥神星(Makemake)、創神星(Quaoar)、亡神星(Orcus)、塞德娜(Sedna)之類的都被重新測量了體積和軌道,最終得出的結論是:冥王星和柯伊伯帶裡的這些天體一起共享公轉軌道,而且冥王星的體積上和它們相比沒有質的區別,所以冥王星滿足不了“清除自身軌道附近物體”這個要求,被開除出行星序列。


“個頭小就沒有尊嚴嗎?”“對,沒有”



不過總要給冥王星安排一個新的身份,所以同時又決定,冥王星、穀神星、鬩神星、鳥神星、妊神星五顆為矮行星,是一種低於行星,高於小行星的存在。

此外有的學者認為在柯伊伯帶之外可能還會有一顆真正的行星,是它導致了冥王星他們的軌道傾瀉,但是這個神秘行星是否真的存在還不好說。


一個男人在流浪


很多年齡稍大一些的朋友可能都知道原本太陽系中有九大行星,分別是水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星,海王星和冥王星,然而2006年的時候,國際天文聯合會(IAU)將冥王星請出了行星的行列,可能很多朋友就不明白了,好好的為什麼將冥王星踢出行星行列呢?再比如水星和冥王星同為小質量天體,那為什麼不把水晶也踢出行星行列呢?難道就因為它們一個在太陽系的內圍,一個在太陽系的外圍嗎?


其實不是這樣的,國際天文學聯合會之所以將冥王星請出行星的行列,主要還是考慮到大連柯伊伯帶天體的存在,而這類天體和我們通常定義的行星有很大的不同,所以他們於2006年8月24日通過了“行星”的新定義,這一定義主要包括以下三點:

1、圍繞恆星運轉的,內部還沒有自然發生核聚變的天體;

2、質量必須足夠大,能克服固體應力以達到流體靜力平衡的形狀(近於球體);

3、必須清除軌道附近區域,公轉軌道範圍內不能有比它更大的天體。

總結成一句話就是有圍繞恆星運行的近似圓形的軌道,並且清除了軌道上其他天體,自身質量夠大但是內部並未發生核聚變的星球。


那麼我們再來看水星和冥王星,很顯然水星是符合這個定義的,它是最靠近太陽的大型天體,軌道幾乎為完美的圓形,也是太陽系中軌道最圓的天體,其軌道上的其他天體早已經被清空,雖然質量較小,但也是一個渾圓的球體,其自身的質量距離內部發生核聚變還遠的很,所以毫無疑問水星是行星。

那麼冥王星呢?它就有些不符合了,首先是它的軌道並非近似圓形,而是橢圓形的,其軌道的近日點甚至在海王星的軌道以內,只有30個天文單位(日地距離),但是遠日點卻在49個天文單位處,很顯然這是一個橢圓形軌道,而且也正是由於它會跑到海王星的軌道內,也說明他並未清除自身軌道上的天體,也可以說它的軌道上有比它更大的天體,所以也就無法將它定義為行星了。



而且冥王星的質量很小,只有月球的1/6,體積也只有月球的1/3,這樣的質量相比水星又小多了,只有其1/24,如果相比於我們的地球的話,那麼它的質量只有地球的1/460,即便在柯伊伯帶天體中,它也算不上最大,因為鬩神星的質量還要比它大上27%左右。




其實冥王星當初之所以被認作第九大行星,主要是因為它是第一顆被發現的柯伊伯帶天體,當人們發現這個海王星外天體的時候欣喜若狂,當時並未認識到在它的軌道之外,還有很多天體,所以自然而然的就將它叫做了第九大行星,而行星的定義進行調整之後,比較另類的它被請出行星的行列也是很自然的事情了。


科普大世界


對於這個問題,我們首先先來明確一下行星的定義:通常情況下我們把自身不發光,環繞著恆星進行運動的天體稱之為行星。要想判斷一個天體是否是行星,需要看看它是否滿足三個條件 :首先要確認該天體必須是圍繞著恆星進行運轉的;其次該天體的質量必須足夠大,以形成近似於圓球體的形狀;最後就是在該天體繞恆星進行公轉的軌道範圍內不能有比它更大的天體存在。滿足了這三個條件的天體,才能被稱之為行星。

我們可以從上面所說的各項條件中發現,質量的大小並不是決定某個天體是否是恆星的唯一條件。

接下來為了來具體分析分析為什麼水星是行星,而冥王星不是行星,我就來對水星和冥王星做一個簡單的比較:

水星是最接近太陽的一顆行星,其質量和體積與太陽系的其他行星相比確實是最小的,但與冥王星的質量和體積相比較,還是大的多的;其次水星滿足要成為行星的三個條件,而在冥王星繞太陽公轉的軌道上還發現了很多比它質量更大的天體,同時冥王星本身的質量就很小,僅有月球質量的六分之一。

在2006年冥王星正式被從太陽系九大行星裡除名,現如今我們所熟知的太陽系八大行星分別為:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。而冥王星則被列入矮行星的行列之中。因此水星雖然質量和體積都較小,但它確實是行星,而冥王星其實質量比水星要小的多,屬於矮行星。

這些就是我對於你提出的這個問題的回答了,僅供參考,希望可以對你理解這個問題有所幫助!


地質知識科普中心


正當人類在地球上爭論著冥王星到底是不是應該被列為行星,還是應該被降級時,冥王星躲在柯伊伯帶,笑眯眯的說了一句,“行星也好,矮行星也罷,管他高的矮的,我就在這裡!”

先來看看行星的定義:

第一:質量足夠大,呈現出球體形態;第二:必須是圍繞著太陽也就是恆星公轉;第三:自己在自己的軌道上,應該是老大,在你的軌道上你做主,沒誰可以影響到你的地位。

可恰恰是冥王星有個條件它不滿足,冥王星是柯伊伯帶內的天體,天文學家初次觀測到它的時候,還以為它是個大行星,可是後來,經過更加精確的觀測,冥王星的直徑是一降再降,從最初的認為是直徑接近一萬千米,直到了現在直徑只有2371千米。

2005年,同樣是在柯伊伯帶中發現了鬩神星,直接撼動了冥王星的地位,經過了精確的觀測得出結果顯示鬩神星只比冥王星小了一點點的外皮,鬩神星直徑為2326千米。

這樣的話,冥王星就不滿足第三個條件了,因為,看樣子你不能坐穩這個位置,如果把你列為了行星,那鬩神星肯定不願意,那怎麼辦,只有重新修改准入條件了,於是,冥王星被開除了。

另外,再看看冥王星的大小是多麼的尷尬:(下面來列舉比冥王星還大的衛星)

月球、木衛一、木衛二、木衛三、木衛四、土衛六、海衛一。這些行星的衛星都比冥王星要大。

再來看看水星,雖然說水星並不算很大,也很小,比木衛三、土衛六這兩個衛星還要小,但是水星三個條件都滿足,所以,人家自然就是行星了。


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