我们没有“大陆”的定义,为什么要定义“行星”呢
每当你仰望星空,看着那些叫不出名字的星星冲你眨眼时,你的脑海中可曾构建过这样的一幅画面:炙热的太阳炎炎燃烧,水星、金星、地球、火星……一颗颗行星排列在同一平面上,依它们自己的轨道缓缓旋转,在这一系列星球的末端,太阳的光芒已不能朗照,远处星辰的雾霭已让你看不明确。这就是我们陌生又熟悉的冥王星,从8月24日开始,我们将不再称它为行星(planet),孩子们的教科书上的“太阳系九大行星”也会在不久后改写成“八大行星”,我们的故事就从这里开始。
在捷克布拉格召开的第26届国际天文学联合会(IAU)大会刚刚落下帷幕,5A号和6A号决议案被表决通过,其中的6A号提案是这样描述的:“根据上述的定义,冥王星(Pluto)是一颗矮行星,并且被认定成新一类海外天体的原型”
这句只有20来个单词的表决案来得并不容易,前前后后酝酿了两年多的最初草案在这届大会刚开始时就受到了无情的抨击,只得在表决前进行不断地修改。
连普通人都“知道”的行星为什么这么难定义?天文学家们到底在争论什么?为什么国际天文学联合会要做给行星定义这么一件吃力不讨好的事情呢?记者用电话连线和电子邮件的方式采访了参与其中的重要科学家们。
轻松会议上的激烈争论
8月的布拉格,第26届国际天文学联合会大会正在这里举行。成立于1919年的国际天文学联合会是世界上最大的天文学家专业团体。国际天文学联合会大会每3年举行一次。本月14日,来自世界各国的大约2500名科学家聚集到了布拉格,参加为期12天的本次大会。中国有60多位科学家参加了会议,除了学术研讨,他们还有个特殊的任务,那就是申办2012年大会。
由于是一个轻松的学术会议,不少科学家都把妻子、孩子带了过来,好顺便在捷克首都度个假。然而22日,600名天文学家参加的午餐工作会议气氛却并不轻松,而是充满了浓浓的火药味。他们正在对行星定义进行激烈的讨论。此前,由7位成员组成的行星定义委员会向大会递交了一份行星定义草案,准备在24日接受与会天文学家们的表决。
“实际上,他们此前提出过同样的决议。”大会上,乌拉圭蒙得维的亚的共和国大学教授朱利奥·费尔南德斯质疑说。其他科学家们也对行星委员会的首份决议草案表示了强烈反对。但是当费尔南德斯试图大声宣读自己的方案时,又被别的反对者无情地打断了。当他的问题一个接一个被打断时,会场上传出了大喊声:“如果还存在民主,就应该耐心听完他提出的问题。让他把话说完!”
“委员会提出的最初的决议草案并不太受欢迎。”记者电话连线采访行星定义委员会成员、英国伦敦大学玛丽王后学院天文学家伊万·威廉姆斯教授时,他也承认说。
一些天文学家对行星定义委员会在提交草案时没有征询其他科学家的意见,却只留给他们一周时间作出决定表示了愤怒。而另一些则在质疑,现在决定这个问题真的那么重要吗?“要是我们不在定义上达成共识,或者我们甚至‘不知道’行星是什么,那么有些人会认为天文学家很愚蠢。”美国威廉斯大学的帕萨科夫教授说,“但也有人指出今后定义会一直存在下去,所以保证它的正确很重要。”来自中国的科学家当中既有天文学方面的专家,有天体物理方面的专家,也有研究地球物理、太阳物理的专家。由于科学家们来自不同的领域,所以也有着各种各样的看法。
新发现引出大问题
其实,这个“不太受欢迎”的草案已经酝酿了两年多。威廉姆斯教授告诉记者,2003年第25届国际天文学联合会大会在悉尼举办后,他就牵头组织了一个委员会,讨论“明智的、可能的”行星定义方案。委员会的19名成员平时通过电子邮件互相沟通,历时18个月,终于提出了三个定义方案。
国际天文学联合会怎么会想到做这么一件“吃力不讨好”的事情的呢?威廉姆斯说:“我们之所以这么做,是因为在太阳系中发现了和冥王星差不多大小的天体。而且种种迹象表明,显然还会有更多这样的天体被发现。国际天文学联合会的职责之一就是定义天文术语,并在国际范围内达成共识。因此我们必须决定,是将这些天体都称为行星,使得行星的队伍越来越庞大,还是说不,界定它们不是行星。”
那一年,美国加州理工学院的天文学家迈克·布朗在太阳系边缘发现了一颗天体,将其暂时编号为“2003UB313”(齐娜)。哈勃太空望远镜的观测显示,“齐娜”的直径可能有2400公里,比冥王星多大约100公里。
问题到2005年变得愈发“严重”。当年7月,布朗正式宣布了自己的发现,并用神话中的好战女神“齐娜”来命名它。
布朗提出:“如果冥王星是行星,那‘齐娜’也应该是。”在此之前,不少人对于冥王星作为“行星”的地位已颇有微辞,因为它的“个子”比其他八大行星小很多,轨道也与其他行星不同。而“齐娜”的发现则让人们讨论的问题从“冥王星应该继续被叫做第九大行星吗?”变成了“总共有十大行星吗?”
这还没完,200年前人们就在火星和木星中间发现一个名叫“谷神”的小天体,它一直被排除在“小行星”的范围以外。也是在2005年,通过哈勃望远镜的观察发现,它基本上是个球体。从科学的角度来看,球体的重量要比土豆形状的重,因为根据“流体静力学”,只有巨大的重量才能使它保持球形。于是,圆圆的谷神星把问题又变成了:“也许有11大行星?”
冥王星的个头小,轨道椭圆,而且轨道平面相对于地球轨道平面有很大的倾斜,不同于其它行星轨道基本位于同一平面中,冥王星的地位之争即来自与此。此外,在太阳系外围存在一个叫做“柯伊伯带”的区域,那里有许多小天体绕太阳运行,天文学家认为它们可能是太阳系早期物质形成行星之后的剩余材料。“柯伊伯带天体”于1992年被发现,数量正不断扩大,有天文学家认为,“齐娜”乃至冥王星都属于这一范畴。
最近10多年里,陆续发现了许多“柯伊伯带天体”,其中“齐娜”的体积更是超过了冥王星,所以天文学家们开始考虑太阳系的天体“组织结构”是否需要变动,如果冥王星继续戴着行星的帽子,那它的“柯伊伯带天体”同伴是否也要集体戴帽呢?随着越来越多“柯伊伯带天体”的发现,那说不定太阳系就会有“百大行星”了吗?一系列新的天文发现让国际天文学联合会感到迫切需要给组织一个委员会“行星”定义,并给冥王星“定位”。