無(wú)論是教科書，還是課外科學(xué)讀物，我們?cè)缫咽煜ち颂?yáng)系 的 九大行星 。但是2006年8月24日，捷克首都布拉格卻傳出了一個(gè)驚人的 消息：冥王星 降級(jí)了！“九大行星 ”變成了“八大行星 ”！冥王星 搖身一變成了矮行星 。
冥王星
為什么要改變冥王星 的 地位，矮行星 又是怎么回事？而且這一切居然是用投票的 方式來決定的 ！天文學(xué)家是不是在開玩笑？且聽我們慢慢道來。
九大行星 怎么來的 ？
很早以前，老祖宗們就對(duì)點(diǎn)點(diǎn)繁星 崇拜不已。他們發(fā)現(xiàn)，除了每天的 東升西落，天空中絕大多數(shù)星 星 之間的 相對(duì)位置似乎都是不變的 ，于是把它們稱為“恒星 ”。但是他們同時(shí)也注意到有七個(gè)天體是不一樣的 ，它們相對(duì)于不變的 星 空背景而言卻是在緩慢地移動(dòng)著的 ，這七個(gè)天體是：太陽(yáng)、月亮、水星 、金星 、火星 、木星 和土星 ，因?yàn)樗鼈兛此圃谛?空中“漫游”，于是被古人們稱為“行星 ”。我們平常使用的 每星 期七天的 名稱，在英語(yǔ)中就是與這七個(gè)天體相對(duì)應(yīng)的 。
海王星 ，現(xiàn)在成了離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的 行星 。
所以，古人心目中的 行星 居然包括了太陽(yáng)和月亮！只是后來，人們感覺太陽(yáng)和月亮太特別，所以才把它們區(qū)分開來，而把剩下的 那五顆稱為行星 。到了十七世紀(jì)，隨著哥白尼日心說的 建立，人們了解到太陽(yáng)才是太陽(yáng)系 的 主宰，太陽(yáng)系 所有其它天體都在環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)，于是人們知道了地球其實(shí)是和那五大行星 具有同樣性質(zhì)的 天體，于是我們了解的 大行星 就成了6個(gè)。
隨著日心說逐漸深入人心，基本正確的 太陽(yáng)系 結(jié)構(gòu)已經(jīng)建立起來了，太陽(yáng)、六大行星 以及環(huán)繞它們運(yùn)行的 衛(wèi)星 ，還有一種被稱為彗星 的 天體共同構(gòu)成了當(dāng)時(shí)人們心目中的 太陽(yáng)系 。
1781年，英國(guó)的 威廉－赫歇爾偶然發(fā)現(xiàn)了木星 之外的 又一顆大行星 ― 天王星 ，這一下子打開了人們的 眼界，人們開始認(rèn)識(shí)到太陽(yáng)系 可能比想象的 還要大得多，內(nèi)容也要豐富得多。果然在1846年，德國(guó)的 伽勒發(fā)現(xiàn)了海王星 ，美國(guó)的 湯博又于1930年發(fā)現(xiàn)了冥王星 。隨著這三個(gè)帶“王”冠大行星 的 加盟，九大行星 的 概念才在二十世紀(jì)30年代真正建立起來了。
行星 降級(jí)早有先例
在太陽(yáng)系 的 探索過程中，人們還意外地在火星 和木星 繞日軌道之間發(fā)現(xiàn)了一大群小天體，其中最大，也是最早被發(fā)現(xiàn)的 一個(gè)被稱為谷神星 。1801年元旦之夜，意大利的 皮亞齊發(fā)現(xiàn)了這個(gè)新天體。
圖3：在火星 和木星 軌道之間，分布著大量的 小行星 ，構(gòu)成了小行星 帶。
最初它也曾被認(rèn)為是大行星 ，但很快就測(cè)出它的 質(zhì)量太小，與其它的 大行星 很不相稱，特別是隨后又在類似的 軌道上發(fā)現(xiàn)了一系 列小天體，如婚神星 、灶神星 等，于是人們決定將他們單獨(dú)歸為一類，稱為“小行星 ”。目前已經(jīng)命名的 小行星 已達(dá)到13萬(wàn)個(gè)以上。
圖4：奇形怪狀的 小行星 。
進(jìn)一步的 觀測(cè)和研究還發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)系 空間其實(shí)還存在著巨大數(shù)量的 微小物體，它們中的 一部分會(huì)與地球相撞而形成“流星 ”，這些微小物體通常被稱為“流星 體”或“行星 際塵埃物質(zhì)”。
至此，在二十世紀(jì)的 大部分時(shí)間里，人們形成了這樣一種對(duì)太陽(yáng)系 的 認(rèn)識(shí)：太陽(yáng)是一顆恒星 ，位于太陽(yáng)系 的 中心；九大行星 帶著各自的 衛(wèi)星 環(huán)繞太陽(yáng)有序地運(yùn)行；在火星 和木星 的 軌道之間，存在著大量的 小行星 ；除此之外，還有眾多的 彗星 ，無(wú)法計(jì)數(shù)的 行星 際塵埃物質(zhì)，以及極其稀薄的 氣體。
圖5：經(jīng)典的 由九大行星 組成的 太陽(yáng)系 圖象
由此可見，九大行星 的 概念并非從來就有，行星 的 降級(jí)也早有先例。人們對(duì)太陽(yáng)系 的 認(rèn)識(shí)是不斷發(fā)展和完善的 ，所以，這一次冥王星 地位的 改變，也不是什么難以接受的 驚人之事。
尋找第十大行星 帶來的 挑戰(zhàn)
自從發(fā)現(xiàn)冥王星 之后，許多人就在孜孜以求想發(fā)現(xiàn)第十大行星 ，但是直到1992年，隨著現(xiàn)代大型望遠(yuǎn)鏡的 陸續(xù)建成和更高靈敏度的 探測(cè)器投入使用，人們才終于在冥王星 那么遙遠(yuǎn)的 區(qū)域又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新天體－1992 QB1，它是第十大行星 嗎？經(jīng)過初步測(cè)量，發(fā)現(xiàn)它的 個(gè)頭太小，只能算作一個(gè)跑得太遠(yuǎn)的 小行星 。
圖6：部分較大的 海外天體大小之比較
但是，隨后幾年，人們又在那么遙遠(yuǎn)的 地方發(fā)現(xiàn)了越來越多的 這一類天體，發(fā)現(xiàn)小行星 帶的 歷史似乎在重演。驚訝的 天文學(xué)家把它們稱為“海外天體”，因?yàn)樗鼈兊?軌道一般都在海王星 軌道之外。這其中的 很多天體也可以稱為“柯依伯帶天體”，這是為了紀(jì)念美國(guó)科學(xué)家柯依伯，他在1951年就曾天才地推測(cè)這個(gè)遙遠(yuǎn)而廣闊的 區(qū)域中可能存在大量的 冰狀物體。
更為驚人的 是，不斷有發(fā)現(xiàn)較大個(gè)頭新天體的 消息被報(bào)道出來，從“夸歐爾”，到“塞德娜”，每一次都帶給人們似乎發(fā)現(xiàn)了“第十大行星 ”的 欣喜，但很快又因?yàn)樗鼈兊?個(gè)頭比不上冥王星 而被排斥。
圖7：厄里斯（奇娜）想象圖
冥王星 的 個(gè)頭實(shí)在太小，甚至比我們的 月亮還小，它之所以被冠以行星 的 稱號(hào)，很有一點(diǎn)渾水摸魚的 味道。剛發(fā)現(xiàn)它時(shí)，它是那個(gè)區(qū)域獨(dú)一無(wú)二的 大天體，而且當(dāng)時(shí)對(duì)它真實(shí)大小的 測(cè)量有較大的 偏差，最大的 測(cè)量報(bào)告甚至達(dá)到了直徑1萬(wàn)公里，等到后來仔細(xì)測(cè)量表明它的 真實(shí)直徑僅為2300公里，在行星 世界里只是一個(gè)小不點(diǎn)之后，已經(jīng)是木已成舟。后來人們還發(fā)現(xiàn)，冥王星 的 運(yùn)行軌道很扁，而且這個(gè)軌道平面與太陽(yáng)系 其它天體繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的 軌道平面有很大的 傾角，這些特征都讓人們心生疑慮，冥王星 夠得上一個(gè)行星 的 資格嗎？
既然冥王星 能不能稱為行星 都要受到懷疑，那么任何一個(gè)比它還小得天體，又怎么可能獲得第十大行星 的 殊榮呢？但是真正的 挑戰(zhàn)終于出現(xiàn)了，新天體2003UB313橫空出世。美國(guó)科學(xué)家麥克－布朗于2005年7月正式公布了這個(gè)發(fā)現(xiàn)。最新測(cè)量表明，它的 直徑（2400公里）甚至超過了冥王星 ！布朗欣喜地認(rèn)為這個(gè)天體應(yīng)該夠得上行星 的 稱號(hào)了，它為這個(gè)“新生兒”起名叫“齊娜”。
然而，矛盾產(chǎn)生了，天文學(xué)家分成了兩派。其中一派認(rèn)為齊娜應(yīng)該是行星 ，但那些個(gè)頭比冥王星 略小的 其它新天體，比如夸歐爾、塞德娜等，也應(yīng)該是行星 ，因?yàn)樗鼈冎g并沒有本質(zhì)的 區(qū)別 ，數(shù)百個(gè)海外天體，大小之間似乎也并無(wú)明顯的 界限，怎么判定哪個(gè)是行星 ，哪個(gè)又不是呢？
另一派天文學(xué)家則認(rèn)為，不僅奇娜不能稱為行星 ，其實(shí)連冥王星 也不夠格，冥王星 其實(shí)只是海外天體中較大的 一個(gè)，因此這一派天文學(xué)家認(rèn)為應(yīng)該把冥王星 從九大行星 中除名！新發(fā)現(xiàn)的 天體和冥王星 一起，應(yīng)該歸為新的 一類天體。
為什么要尋求行星 定義？
圖8：IAU的 科學(xué)家們就行星 定義和冥王星 的 地位進(jìn)行投票
既然各有各的 道理，天文學(xué)家們就為難了，到底是將行星 隊(duì)伍擴(kuò)編呢，還是干脆將冥王星 “降級(jí)”？當(dāng)然還有其它各種各樣的 方案，但是誰(shuí)也說服不了誰(shuí)。前者的 難題在于怎樣劃界？后者則牽扯到復(fù)雜的 感情因素，要把冥王星 排斥出行星 隊(duì)伍，“冥粉”們很難接受。
產(chǎn)生矛盾的 根源其實(shí)在于行星 的 定義。事實(shí)上，這個(gè)名詞來自遠(yuǎn)古，其原意“漫游”已經(jīng)不能概括現(xiàn)代科學(xué)揭示出的 行星 本質(zhì)。到底什么樣的 天體才能算得上是行星 ？現(xiàn)代科學(xué)其實(shí)并沒有給出過明確的 定義。而一旦定義明確了，那么誰(shuí)是行星 ，誰(shuí)不是行星 ，就容易做出判斷了。
世界各國(guó)天文學(xué)家公認(rèn)的 權(quán)威組織是國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)（IAU），因此這樣一個(gè)極其敏感的 問題就需要由這樣一個(gè)權(quán)威組織做出仲裁。IAU委托一些專家就太陽(yáng)系 已發(fā)現(xiàn)各種天體的 性質(zhì)進(jìn)行了細(xì)致認(rèn)真的 分析，希望從中歸納出一個(gè)理想的 分類方案。但在具體操作中，由于眾多的 天文學(xué)家對(duì)這個(gè)問題的 意見分歧非常大，很難拿出大家都滿意的 方案。IAU無(wú)奈之下只能做出決定，在2006年召開的 第26屆大會(huì)上，由與會(huì)代表投票決定是否接受新的 定義方案。
萬(wàn)眾矚目的 IAU大會(huì)于2006年8月14日在布拉格開幕，行星 定義的 問題果然成了會(huì)議上的 一大熱門，專家們提出的 定義方案僅在會(huì)議期間就數(shù)易其稿，但8月26日的 表決終于使其中的 主要的 內(nèi)容獲得通過。
行星 定義使冥王星 降級(jí)
表決結(jié)果為行星 這個(gè)概念給出了一個(gè)明確的 定義，并創(chuàng)造性的 引入了矮行星 這個(gè)新名詞。根據(jù)決議，一個(gè)天體要稱為行星 ，必須具備以下這幾個(gè)要素：
（1） 環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)；
（2） 質(zhì)量足夠大，以使其外形保持近似球形。
（3） 該天體應(yīng)該清空了軌道附近的 區(qū)域，也就是說，它應(yīng)該是運(yùn)行軌道中唯一的 天體，而不允許其它天體與它共享軌道。
這幾個(gè)要素中的 第三條是決定冥王星 地位的 關(guān)鍵！和小行星 帶一樣，冥王星 的 軌道上充滿了各種各樣的 海外天體，冥王星 并非這個(gè)區(qū)域中的 霸王！于是被迫離開了行星 家族的 隊(duì)伍。
圖9：可憐的 冥王星 傷心地離開了行星 家族
但是冥王星 與那些奇形怪狀的 小行星 畢竟不同，天文學(xué)們?yōu)檫@種天體創(chuàng)造了一個(gè)新名詞，叫“矮行星 ”，它和行星 的 區(qū)別就在于行星 的 軌道是獨(dú)享的 ，而矮行星 的 軌道上還有許多別的 矮行星 或小行星 與其共享。矮行星 的 地位介于行星 和小行星 之間，它不是霸王，但它仍然保持了球形天體的 尊嚴(yán)。
根據(jù)這種定義，原來小行星 帶的 老大 － 谷神星 ，挑戰(zhàn)冥王星 地位的 齊娜，以及冥王星 自己，就一起成了第一批被確認(rèn)的 矮行星 。其實(shí)，已發(fā)現(xiàn)的 小行星 和海外天體中，還有一些也是符合矮行星 定義的 ，只是這次會(huì)議太過匆忙，它們暫時(shí)只能做為候選者，是否能夠真正成為矮行星 ，還有待IAU細(xì)心地逐一進(jìn)行評(píng)估。
有趣的 是，IAU隨后又對(duì)齊娜進(jìn)行了正式的 官方命名，我們將其音譯為“厄里斯”，這是古希臘神話中一個(gè)爭(zhēng)吵與不合之神，倒是與它在這場(chǎng)風(fēng)波中所起的 作用相當(dāng)吻合。
圖10：太陽(yáng)系 新家譜。
太陽(yáng)系 新家譜
行星 終于有了科學(xué)的 定義，雖然在天文專家的 眼中，它
圖11：新視野號(hào)飛船仍然義無(wú)反顧地按既定計(jì)劃奔向冥王星 。
還存在著這樣那樣的 缺點(diǎn)，但畢竟是一個(gè)經(jīng)過了多年認(rèn)真調(diào)研，聽取廣泛意見而形成的 科學(xué)定義，體現(xiàn)了科學(xué)家的 智慧，至少相比于原來沒有嚴(yán)格定義的 狀態(tài)而言，是一大進(jìn)步。
根據(jù)這個(gè)最新定義，現(xiàn)在太陽(yáng)系 的 家譜是：太陽(yáng)仍然是太陽(yáng)系 的 家長(zhǎng)，八大行星 帶著各自的 衛(wèi)星 圍繞太陽(yáng)運(yùn)行，在火星 和木星 之間是眾多小行星 組成的 小行星 帶，其首領(lǐng)為谷神星 ；海王星 之外則是眾多的 海外天體，冥王星 和厄里斯為其首領(lǐng)；此外就是太陽(yáng)系 的 流浪漢－ 彗星 ，還有各種各樣的 行星 際塵埃物質(zhì)和稀薄的 氣體，它們共同構(gòu)成了豐富多彩的 太陽(yáng)系 。
經(jīng)歷了這樣一個(gè)風(fēng)波，盡管很多人在感情上對(duì)冥王星 的 行星 地位難以割舍，但科學(xué)終究要求我們回歸理性。從這場(chǎng)風(fēng)波中，我們可以看到：任何科學(xué)的 認(rèn)識(shí)都不可能一蹴而就，對(duì)太陽(yáng)系 的 認(rèn)識(shí)也是這樣，從最早的 日月五行，到九大行星 ，再到現(xiàn)在的 八大行星 和矮行星 ，是一個(gè)不斷深化的 過程，體現(xiàn)的 是科學(xué)的 不斷發(fā)展和完善。
讓我們從現(xiàn)在開始，問候八大行星 的 太陽(yáng)系 吧。
注：圖10需請(qǐng)美編加工，將英文轉(zhuǎn)化成中文。
上排從左向右譯為：水星 、金星 、地球、火星 、木星 、土星 、天王星 、海王星 、“行星 ”
下排從左向右譯為：谷神星 、冥王星 、厄里斯、“矮行星 ”
