继冥王星后,又一颗天体被重新分类,它有什么特别之处?

2006年的国际天文学大会上,当初的第九大行星冥王星惨遭降级,被归类为了矮行星。从此,太阳系的行星数量不但从九个减少到了八个,而天体的分类也在行星和小行星之间多出了一个矮行星的分类。

继冥王星后,又一颗天体被重新分类,它有什么特别之处?

在当时,科学家一共将四颗天体归类为矮行星,除了冥王星(直径2370km)之外,还有阋神星(直径2326km)、鸟神星(直径1500+400-200公里)、妊神星(直径1436km)和谷神星(直径950km)。

(注:冥卫一卡戎我们暂不做讨论,它究竟是卫星还是矮行星目前还有争议)

不过,矮行星行列最近迎来了一位新成员。该天体一直被认为是小行星,但是经过重新认定后,被分类为矮行星,它叫做健神星。这是继冥王星等天体被归类为矮行星后,第二次有太阳系天体被重新归类。

健神星是1849年的时候被发现的,它的名字来自希腊神话中的健康女神许癸厄亚,所以中文译作健神星。由于当时只有行星和小行星的分类,于是被归类为小行星。即使是在矮行星的定义被提出后,由于它体积过小,也没有人提及把它归类为矮行星。

毕竟,它的直径只有430公里,把它放在地球上,连我国青海省都填不满,表面积还不足我国国土面积的1/4。像灶神星(直径约525公里)、智神星(直径约544公里)这样比它大的天体都没有从小行星升级到矮行星,怎么会轮到它呢?

继冥王星后,又一颗天体被重新分类,它有什么特别之处?

没想到,还真就轮到它了。

这就奇怪了:看起来矮行星就是介于行星和小行星之间的天体,为何健神星会越过比它大的智神星、灶神星而升级了呢?

其实,单纯的尺寸大小,根本不是科学家们研究的重点。我们多次提到过,和质量、引力等因素相比,直径或者体积在天文学上的重要性非常低。包括对太阳系天体的分类,尺寸也不是什么重要的参考指标。

在这里,我们说一下矮行星的定义。想要归类为矮行星,必须满足四个条件:

围绕太阳公转的自然天体;

不是卫星(说实在的,只要好好定义第一条的规则,这第二条就是鸡肋);

引力不足以清空自己轨道的其他天体(这是矮行星和行星的最根本区别,也是冥王星被降级的根本原因);

引力足够强大,可以让自己达到流体静力平衡(简单说,基本就是球形)。

从第三条和第四条就可以看出来,矮行星分类的根本标准,其实就是引力介于小行星和行星之间的天体。

对于健神星来说,前三条都没有任何问题。唯一让科学家犹豫的,就是第四条。

继冥王星后,又一颗天体被重新分类,它有什么特别之处?

不过,当欧洲南方天文台的甚大望远镜上配备了最新武器——高对比度光谱比色系外行星研究仪器(Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch instrument,简称SPHERE instrument)后,科学家们拍摄到了健神星等小行星带天体的详细照片,最终决定将它归类为矮行星。

为何SPHERE instrument这么牛,让科学家两百年都无法看清的天体,直接就在人类眼前暴露无遗呢?这是正常的,说真的,拍摄小行星对它来说简直是用牛刀杀鸡,因为它是用来直接观测系外行星的。我们说过,系外行星容易淹没在恒星的光芒里,几乎不可能直接观测,但是SPHERE instrument就可以。连几十上百光年以外的系外行星都能直接观测,何况区区几个小行星呢?

继冥王星后,又一颗天体被重新分类,它有什么特别之处?

从这张照片我们可以清楚地看到,健神星虽然体积没有智神星和灶神星大,但它已经呈现出了几乎完美的球形。因此,在确定它满足了所有的要求之后,科学家也再没有什么理由拒绝给它升级了。

从此,矮行星行列又迎来了一位新成员,而矮行星最小尺寸的纪录也不再由谷神星保持,而是被它拱手让给了新来的健神星。

当然了,科学家也对灶神星和智神星拍摄了高清照片。看下图,左侧第一个是谷神星,第二个就是灶神星,明显是不规则形状,第三颗是智神星,有点模糊,但看得出来也不太规则。最右侧的就是健神星,明显“身材”比前两颗要好得多。

继冥王星后,又一颗天体被重新分类,它有什么特别之处?

那么,既然天体是在引力作用下才能形成球体,而智神星、灶神星的直径更大,显然质量、引力也都大于健神星,为何它们却不是球体呢?

目前看来,大概有两种可能:

第一:巧合。直径500公里及以下的天体就是无法靠引力形成球体,而健神星只是凑巧形成球体。怎么凑巧呢?实际上,健神星附近还有许多小天体,被称作健神星族。这一群天体被认为原本是同一颗天体,被撞击后破碎成这样,而其中的健神星是最大的一块,占了全族90%的质量,形状也恰好是球形。

第二:时间问题。也可能是智神星和灶神星还在逐渐变圆的过程中,只是没有完成而已。不过,这也有个条件,那就是它们形成的时间比健神星晚得多。不过,根据目前的理论来说,这个可能性并不大。

总之,到目前为止,健神星升级为矮行星仍然还停留在说法上还没有下结论。不管怎样,随着人类发现的天体越来越多,尤其是柯伊伯带天体越来越容易被观测到,矮行星的行列很可能会继续壮大。矮行星和小行星的界限究竟在哪里,它的理论下限值是多少,还有待于科学家进一步的观测和发现。


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