繼冥王星後,又一顆天體被重新分類,它有什麼特別之處?

2006年的國際天文學大會上,當初的第九大行星冥王星慘遭降級,被歸類為了矮行星。從此,太陽系的行星數量不但從九個減少到了八個,而天體的分類也在行星和小行星之間多出了一個矮行星的分類。

繼冥王星後,又一顆天體被重新分類,它有什麼特別之處?

在當時,科學家一共將四顆天體歸類為矮行星,除了冥王星(直徑2370km)之外,還有鬩神星(直徑2326km)、鳥神星(直徑1500+400-200公里)、妊神星(直徑1436km)和穀神星(直徑950km)。

(注:冥衛一卡戎我們暫不做討論,它究竟是衛星還是矮行星目前還有爭議)

不過,矮行星行列最近迎來了一位新成員。該天體一直被認為是小行星,但是經過重新認定後,被分類為矮行星,它叫做健神星。這是繼冥王星等天體被歸類為矮行星後,第二次有太陽系天體被重新歸類。

健神星是1849年的時候被發現的,它的名字來自希臘神話中的健康女神許癸厄亞,所以中文譯作健神星。由於當時只有行星和小行星的分類,於是被歸類為小行星。即使是在矮行星的定義被提出後,由於它體積過小,也沒有人提及把它歸類為矮行星。

畢竟,它的直徑只有430公里,把它放在地球上,連我國青海省都填不滿,表面積還不足我國國土面積的1/4。像灶神星(直徑約525公里)、智神星(直徑約544公里)這樣比它大的天體都沒有從小行星升級到矮行星,怎麼會輪到它呢?

繼冥王星後,又一顆天體被重新分類,它有什麼特別之處?

沒想到,還真就輪到它了。

這就奇怪了:看起來矮行星就是介於行星和小行星之間的天體,為何健神星會越過比它大的智神星、灶神星而升級了呢?

其實,單純的尺寸大小,根本不是科學家們研究的重點。我們多次提到過,和質量、引力等因素相比,直徑或者體積在天文學上的重要性非常低。包括對太陽系天體的分類,尺寸也不是什麼重要的參考指標。

在這裡,我們說一下矮行星的定義。想要歸類為矮行星,必須滿足四個條件:

圍繞太陽公轉的自然天體;

不是衛星(說實在的,只要好好定義第一條的規則,這第二條就是雞肋);

引力不足以清空自己軌道的其他天體(這是矮行星和行星的最根本區別,也是冥王星被降級的根本原因);

引力足夠強大,可以讓自己達到流體靜力平衡(簡單說,基本就是球形)。

從第三條和第四條就可以看出來,矮行星分類的根本標準,其實就是引力介於小行星和行星之間的天體。

對於健神星來說,前三條都沒有任何問題。唯一讓科學家猶豫的,就是第四條。

繼冥王星後,又一顆天體被重新分類,它有什麼特別之處?

不過,當歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡上配備了最新武器——高對比度光譜比色系外行星研究儀器(Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch instrument,簡稱SPHERE instrument)後,科學家們拍攝到了健神星等小行星帶天體的詳細照片,最終決定將它歸類為矮行星。

為何SPHERE instrument這麼牛,讓科學家兩百年都無法看清的天體,直接就在人類眼前暴露無遺呢?這是正常的,說真的,拍攝小行星對它來說簡直是用牛刀殺雞,因為它是用來直接觀測系外行星的。我們說過,系外行星容易淹沒在恆星的光芒裡,幾乎不可能直接觀測,但是SPHERE instrument就可以。連幾十上百光年以外的系外行星都能直接觀測,何況區區幾個小行星呢?

繼冥王星後,又一顆天體被重新分類,它有什麼特別之處?

從這張照片我們可以清楚地看到,健神星雖然體積沒有智神星和灶神星大,但它已經呈現出了幾乎完美的球形。因此,在確定它滿足了所有的要求之後,科學家也再沒有什麼理由拒絕給它升級了。

從此,矮行星行列又迎來了一位新成員,而矮行星最小尺寸的紀錄也不再由穀神星保持,而是被它拱手讓給了新來的健神星。

當然了,科學家也對灶神星和智神星拍攝了高清照片。看下圖,左側第一個是穀神星,第二個就是灶神星,明顯是不規則形狀,第三顆是智神星,有點模糊,但看得出來也不太規則。最右側的就是健神星,明顯“身材”比前兩顆要好得多。

繼冥王星後,又一顆天體被重新分類,它有什麼特別之處?

那麼,既然天體是在引力作用下才能形成球體,而智神星、灶神星的直徑更大,顯然質量、引力也都大於健神星,為何它們卻不是球體呢?

目前看來,大概有兩種可能:

第一:巧合。直徑500公里及以下的天體就是無法靠引力形成球體,而健神星只是湊巧形成球體。怎麼湊巧呢?實際上,健神星附近還有許多小天體,被稱作健神星族。這一群天體被認為原本是同一顆天體,被撞擊後破碎成這樣,而其中的健神星是最大的一塊,佔了全族90%的質量,形狀也恰好是球形。

第二:時間問題。也可能是智神星和灶神星還在逐漸變圓的過程中,只是沒有完成而已。不過,這也有個條件,那就是它們形成的時間比健神星晚得多。不過,根據目前的理論來說,這個可能性並不大。

總之,到目前為止,健神星升級為矮行星仍然還停留在說法上還沒有下結論。不管怎樣,隨著人類發現的天體越來越多,尤其是柯伊伯帶天體越來越容易被觀測到,矮行星的行列很可能會繼續壯大。矮行星和小行星的界限究竟在哪裡,它的理論下限值是多少,還有待於科學家進一步的觀測和發現。


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