Definisjon av planet -Definition of planet

fra Wikipedia, den frie encyklopedi

Foto av halvmånen til planeten Neptun (øverst) og månen Triton (i midten), tatt av Voyager 2 under flybyen 1989

Den definisjon av planet , siden ordet ble skapt av de gamle grekerne , har inkludert i sitt omfang et bredt spekter av himmellegemer. Greske astronomer brukte begrepet asteres planetai (ἀστέρες πλανῆται), "vandrende stjerner", for stjernelignende objekter som tilsynelatende beveget seg over himmelen. I løpet av årtusenene har begrepet inkludert en rekke forskjellige objekter, fra solen og månen til satellitter og asteroider .

I moderne astronomi er det to hovedoppfatninger om en 'planet'. Ser man bort fra de ofte inkonsekvente tekniske detaljene, er det om et astronomisk legeme dynamisk dominerer sitt område (det vil si om det styrer skjebnen til andre mindre kropper i nærheten) eller om det er i hydrostatisk likevekt (det vil si om det ser rundt) . Disse kan karakteriseres som definisjonen av dynamisk dominans og den geofysiske definisjonen .

Spørsmålet om en klar definisjon for planeten kom til syne i januar 2005 med oppdagelsen av det trans-neptuniske objektet Eris , en kropp som er mer massiv enn den minste da aksepterte planeten, Pluto . I sitt svar fra august 2006 ga International Astronomical Union (IAU), anerkjent av astronomer som verdensorgan som er ansvarlig for å løse spørsmål om nomenklatur , sin beslutning om saken under et møte i Praha . Denne definisjonen, som bare gjelder solsystemet (selv om eksoplaneter hadde blitt adressert i 2003), sier at en planet er en kropp som kretser rundt solen, er massiv nok til at dens egen tyngdekraft kan gjøre den rund , og har " ryddet sitt nabolag "av mindre objekter som nærmer seg bane. Under denne formaliserte definisjonen kvalifiserer ikke Pluto og andre trans-neptuniske objekter som planeter. IAUs avgjørelse har ikke løst alle kontroverser, og mens mange astronomer har akseptert det, har noen planetforskere avvist det direkte og foreslått en geofysisk eller lignende definisjon i stedet.

Historie

Planeter i antikken

Filosofen Platon

Selv om kunnskap om planetene går foran historien og er vanlig for de fleste sivilisasjoner, stammer ordet planet tilbake til antikkens Hellas . De fleste grekere trodde at jorden var stasjonær og i sentrum av universet i samsvar med den geosentriske modellen og at objektene på himmelen, og faktisk himmelen selv, kretset rundt den (et unntak var Aristarchus fra Samos , som la frem en tidlig versjon av heliosentrisme ). Greske astronomer brukte begrepet asteres planetai (ἀστέρες πλανῆται), "vandrende stjerner", for å beskrive de stjernelignende lysene i himmelen som beveget seg i løpet av året, i motsetning til asteres aplaneis (ἀστέρες ἀπλανεῖς), de " faste stjernene " , som forble ubevegelig i forhold til hverandre. De fem kroppene som for tiden kalles "planeter" som var kjent for grekerne, var de som var synlige for det blotte øye: Merkur , Venus , Mars , Jupiter og Saturn .

Gresk-romersk kosmologi betraktes vanligvis som syv planeter, med solen og månen regnet blant dem (som tilfellet er i moderne astrologi ); Imidlertid er det noe tvetydighet på det punktet, ettersom mange gamle astronomer skilte de fem stjernelignende planetene fra solen og månen. Som den tyske naturforskeren Alexander von Humboldt fra 1800-tallet bemerket i sitt arbeid Cosmos ,

Av de syv kosmiske legemene som ved deres stadig varierende relative posisjoner og avstander fra hverandre siden den fjerneste antikken har blitt skilt fra de "uavvikelige kulene" i himmelen til de "faste stjernene", som for all fornuftig utseende bevarer deres relative posisjoner og avstander uendret, bare fem - Merkur, Venus, Mars, Jupiter og Saturn - bærer utseendet på stjerner - " cinque stellas errantes " - mens solen og månen, fra størrelsen på platene, deres betydning for mennesket og stedet tildelt dem i mytologiske systemer, ble klassifisert fra hverandre.

Planeter som forstått før aksept av heliosentriske modellen

I sin Timaeus , skrevet omtrent 360 f.Kr., nevner Platon , "Solen og månen og fem andre stjerner, som kalles planetene". Hans student Aristoteles gjør et lignende skille i sin On the Heavens : "Solens og månens bevegelser er færre enn noen av planetene". I sine fenomener , som ga vers om en astronomisk avhandling skrevet av filosofen Eudoxus i omtrent 350 f.Kr., beskriver dikteren Aratus "de fem andre kulene, som blander seg med [stjernebildene] og hjulet vandrer på hver side av de tolv figurene i Stjernetegn. "

I sin Almagest skrevet på 2. århundre refererer Ptolemaios til "solen, månen og fem planeter." Hyginus nevner eksplisitt "de fem stjernene som mange har kalt vandring, og som grekerne kaller Planeta." Marcus Manilius , en latinsk forfatter som levde på keiser Augustus 'tid og hvis dikt Astronomica regnes som en av hovedtekstene for moderne astrologi , sier: "Nå er dodecatemory delt inn i fem deler, for så mange er stjernene kalt vandrere som med forbigående lysstyrke skinne i himmelen. "

Det eneste synet på de syv planetene finnes i Cicero 's Dream of Scipio , skrevet en gang rundt 53 f.Kr., hvor ånden til Scipio Africanus forkynner: "Sju av disse sfærene inneholder planetene, en planet i hver sfære, som alle beveger seg motsatt til himmelens bevegelse. " I sin naturhistorie , skrevet i 77 e.Kr., refererer Plinius den eldre til "de syv stjernene, som på grunn av bevegelsen vår kaller vi planeter, selv om ingen stjerner vandrer mindre enn de gjør." Nonnus , gresk poet fra 500 -tallet, sier i sin Dionysiaca : "Jeg har historiens orakel på syv tavler, og tavlene bærer navnene på de syv planetene."

Planeter i middelalderen

John Gower

Forfattere fra middelalderen og renessansen godtok generelt ideen om syv planeter. Standard middelalder introduksjon til astronomi, Sacroboscos De Sphaera , inkluderer sol og måne blant planetene, den mer avanserte Theorica planetarum presenterer "teorien om de syv planeter", mens instruksjonene til Alfonsine -tabellene viser hvordan "å finne ved hjelp av tabellerer de gjennomsnittlige motusene til solen, månen og resten av planetene. " I sin Confessio Amantis , 14.-tallspoeten John Gower , med henvisning til planetene forbindelse med håndverket alkymi , skriver: "Av de Planetes ben begonne / Gullet er vippet til Sonne / The Mone av Selver han har sin del .. . ", som indikerer at solen og månen var planeter. Selv Nicolaus Copernicus , som avviste den geosentriske modellen, var ambivalent om solen og månen var planeter. I sitt De Revolutionibus skiller Copernicus tydelig "solen, månen, planeter og stjerner"; i sin dedikasjon av verket til pave Paul III omtaler Copernicus imidlertid "bevegelsen til solen og månen ... og til de fem andre planetene."

Jord

Nicolaus Copernicus

Etter hvert, da Copernicus heliosentriske modell ble akseptert over det geosentriske , ble jorden plassert blant planetene og solen og månen ble omklassifisert, noe som nødvendiggjorde en konseptuell revolusjon i forståelsen av planeter. Som vitenskapshistorikeren Thomas Kuhn bemerket i sin bok, The Structure of Scientific Revolutions :

Kopernikanerne som nektet sin tradisjonelle tittel 'planet' for solen ... endret betydningen av 'planet' slik at den ville fortsette å gjøre nyttige forskjeller i en verden der alle himmellegemer ... ble sett annerledes enn måten de gjorde hadde blitt sett før ... Når jeg så på månen, sa konverteringen til kopernikanisme ... 'Jeg tok en gang månen for å være (eller så månen som) en planet, men jeg tok feil.'

Copernicus refererer skrått til Jorden som en planet i De Revolutionibus når han sier: "Etter å ha antatt bevegelsene som jeg tilskriver Jorden senere i volumet, fant jeg til slutt ved lang og intens undersøkelse at hvis bevegelsene til de andre planetene er korrelert med jordens bane ... " Galileo hevder også at Jorden er en planet i dialogen angående de to viktigste verdenssystemene :" [Jorden], ikke mindre enn månen eller noen annen planet, skal nummereres blant de naturlige legemene som beveger seg sirkulært. "

Moderne planeter

William Herschel, oppdageren av Uranus

I 1781 søkte astronomen William Herschel på himmelen etter unnvikende stjerneparallakser da han observerte det han kalte en komet i stjernebildet Tyren . I motsetning til stjerner, som forble bare lyspunkter selv under høy forstørrelse, økte objektets størrelse proporsjonalt med kraften som ble brukt. At dette merkelige objektet kan ha vært en planet, fant Herschel ganske enkelt ikke opp; de fem planetene utenfor Jorden hadde vært en del av menneskehetens oppfatning av universet siden antikken. Siden asteroider ennå ikke var oppdaget, var kometer de eneste objektene i bevegelse man forventet å finne i et teleskop. I motsetning til en komet var imidlertid objektets bane nesten sirkulær og innenfor ekliptisk plan. Før Herschel kunngjorde sin oppdagelse av sin "komet", skrev kollegaen, britiske astronomen Royal Nevil Maskelyne , til ham og sa: "Jeg vet ikke hva jeg skal kalle det. Det er like sannsynlig at det er en vanlig planet som beveger seg i en bane nesten sirkulær mot solen som en komet som beveger seg i en veldig eksentrisk ellipse. Jeg har ennå ikke sett noen koma eller hale til den. " "Kometen" var også veldig langt unna, for langt unna for at bare en komet skulle løse seg selv. Etter hvert ble den anerkjent som den syvende planeten og fikk navnet Uranus etter faren til Saturn.

Gravitasjonsinduserte uregelmessigheter i Uranus observerte bane førte til slutt til oppdagelsen av Neptun i 1846, og antatte uregelmessigheter i Neptuns bane førte deretter til et søk som ikke fant forstyrrende objekt (det ble senere funnet å være en matematisk artefakt forårsaket av en overestimering av Neptuns masse), men fant Pluto i 1930. Opprinnelig antatt å være omtrent jordens masse, krympet observasjonen gradvis Plutos estimerte masse til den ble avslørt å være bare fem hundredel så stor; altfor liten til å ha påvirket Neptuns bane i det hele tatt. I 1989 bestemte Voyager 2 at uregelmessighetene skyldtes en overvurdering av Neptuns masse.

Satellitter

Galileo Galilei

Da Copernicus plasserte jorden blant planetene, plasserte han også månen i bane rundt jorden, noe som gjorde månen til den første naturlige satellitten som ble identifisert. Da Galileo oppdaget sine fire satellitter av Jupiter i 1610, la de vekt på Copernicus 'argument, for hvis andre planeter kunne ha satellitter, så kunne jorden også. Imidlertid var det en viss forvirring om disse objektene var "planeter"; Galileo omtalte dem som "fire planeter som flyr rundt stjernen i Jupiter med ulik intervaller og perioder med fantastisk raskhet." På samme måte brukte Christiaan Huygens , da han oppdaget Saturns største måne Titan i 1655, mange termer for å beskrive den, inkludert "planeta" (planet), "stella" (stjerne), "luna" (måne) og den mer moderne "satellitten" (ledsager). Giovanni Cassini beskrev dem som Nouvelles Planetes autour de Saturne ("Nye planeter rundt Saturn") da han kunngjorde sin oppdagelse av Saturns måner Iapetus og Rhea i 1671 og 1672 . Da "Journal de Scavans" rapporterte Cassinis oppdagelse av to nye saturniske måner ( Dione og Tethys ) i 1686, omtalte den dem strengt som "satellitter", men noen ganger Saturn som "primærplaneten". Da William Herschel kunngjorde sin oppdagelse av to objekter i bane rundt Uranus i 1787 ( Titania og Oberon ), omtalte han dem som "satellitter" og "sekundære planeter". Alle påfølgende rapporter om naturlige satellittfunn brukte utelukkende begrepet "satellitt", selv om boken "Smith's Illustrated Astronomy" fra 1868 omtalte satellitter som "sekundære planeter".

Mindre planeter

Giuseppe Piazzi, oppdageren av Ceres

Et av de uventede resultatene av William Herschels oppdagelse av Uranus var at det så ut til å validere Bodes lov , en matematisk funksjon som genererer størrelsen på den halvstore aksen til planetbaner . Astronomer hadde betraktet "loven" som en meningsløs tilfeldighet, men Uranus falt på nesten den nøyaktige avstanden den forutslo. Siden Bodes lov også forutslo et lik mellom Mars og Jupiter som på det tidspunktet ikke var blitt observert, vendte astronomene oppmerksomheten mot denne regionen i håp om at den kan bli stadfestet igjen. Til slutt, i 1801, fant astronomen Giuseppe Piazzi en miniatyr ny verden, Ceres , som lå på det riktige punktet i verdensrommet. Objektet ble hyllet som en ny planet.

Så i 1802 oppdaget Heinrich Olbers Pallas , en andre "planet" i omtrent samme avstand fra Solen som Ceres. At to planeter kunne okkupere samme bane var et hån mot århundres tenkning; selv Shakespeare hadde latterliggjort ideen ("To stjerner holder ikke bevegelsen i en sfære"). Likevel, i 1804, ble en annen verden, Juno , oppdaget i en lignende bane. I 1807 oppdaget Olbers et fjerde objekt, Vesta , i en lignende orbitell avstand.

Herschel foreslo at disse fire verdenene skulle få sin egen separate klassifisering, asteroider (som betyr "stjerneaktig" siden de var for små til at diskene deres skulle løse seg og dermed lignet stjerner ), selv om de fleste astronomer foretrakk å omtale dem som planeter. Denne oppfatningen ble forankret av det faktum at på grunn av vanskeligheten med å skille asteroider fra ennå ukjente stjerner, var de fire de eneste asteroider som var kjent til 1845. Vitenskapelige lærebøker i 1828, etter Herschels død, nummererte asteroider fortsatt blant planetene. Med ankomsten av mer raffinerte stjernekart, ble søket etter asteroider gjenopptatt, og en femte og sjette ble oppdaget av Karl Ludwig Hencke i 1845 og 1847. I 1851 hadde antallet asteroider økt til 15, og en ny metode for å klassifisere dem, ved å feste et nummer foran navnene deres i rekkefølge for oppdagelse, ble vedtatt, og utilsiktet plassert dem i sin egen distinkte kategori. Ceres ble "(1) Ceres", Pallas ble "(2) Pallas", og så videre. På 1860 -tallet hadde antallet kjente asteroider økt til over hundre, og observatorier i Europa og USA begynte å referere til dem samlet som " mindre planeter ", eller "små planeter", selv om det tok de fire første asteroider lengre tid å bli gruppert som sådan. Den dag i dag forblir "minor planet" den offisielle betegnelsen for alle små kropper i bane rundt solen, og hver ny oppdagelse er nummerert tilsvarende i IAUs Minor Planet Catalogue .

Pluto

Clyde Tombaugh, oppdageren av Pluto

Den lange veien fra planetenhet til ny vurdering som Ceres gjennomgikk, gjenspeiles i historien om Pluto , som ble kåret til en planet kort tid etter at den ble oppdaget av Clyde Tombaugh i 1930. Uranus og Neptunus hadde blitt erklært som planeter basert på deres sirkulære baner, store masser og nærhet til ekliptisk plan. Ingen av disse gjaldt Pluto, en liten og iskald verden i en region med gassgiganter med en bane som bar den høyt over ekliptikken og til og med inne i Neptuns. I 1978 oppdaget astronomene Plutos største måne, Charon , som tillot dem å bestemme massen. Pluto ble funnet å være mye tynnere enn noen hadde forventet: bare en sjettedel av massen av Jordens måne. Men så langt noen ennå kunne fortelle, var det unikt. Så, fra 1992, begynte astronomer å oppdage et stort antall isete kropper utenfor banen til Neptun som var lik Pluto i sammensetning, størrelse og baneegenskaper. De konkluderte med at de hadde oppdaget det lenge hypotetiserte Kuiper-beltet (noen ganger kalt Edgeworth-Kuiper-beltet), et bånd av isete rusk som er kilden til "kortvarige" kometer-de med orbitale perioder på opptil 200 år.

Plutos bane lå innenfor dette båndet, og dermed ble planetarisk status satt i tvil. Mange forskere konkluderte med at den lille Pluto skulle omklassifiseres til en mindre planet, akkurat som Ceres hadde vært et århundre tidligere. Mike Brown fra California Institute of Technology foreslo at en "planet" skulle omdefineres som "ethvert organ i solsystemet som er mer massivt enn den totale massen til alle de andre kroppene i en lignende bane." Disse objektene under denne massegrensen vil bli mindre planeter. I 1999 foreslo Brian G. Marsden fra Harvard University 's Minor Planet Center at Pluto skulle få den mindre planeten nummer 10000 mens den fortsatt beholder sin offisielle posisjon som en planet. Utsikten til Plutos "degradering" skapte et offentlig ramaskrik, og som svar klargjorde International Astronomical Union at det ikke på det tidspunktet foreslo å fjerne Pluto fra planelisten.

Oppdagelsen av flere andre trans-neptuniske objekter , som Quaoar og Sedna , fortsatte å tære på argumenter om at Pluto var eksepsjonell fra resten av den trans-neptuniske befolkningen. 29. juli 2005 kunngjorde Mike Brown og teamet hans oppdagelsen av et trans-neptunsk objekt bekreftet å være mer massivt enn Pluto, kalt Eris .

I umiddelbar kjølvannet av objektets oppdagelse var det mye diskusjon om det kunne betegnes som en " tiende planet ". NASA la til og med ut en pressemelding som beskriver den som sådan. Imidlertid krevde aksept av Eris som den tiende planeten implisitt en definisjon av planeten som satte Pluto som en vilkårlig minimumsstørrelse. Mange astronomer, som hevdet at definisjonen av planeten var av liten vitenskapelig betydning, foretrakk å anerkjenne Plutos historiske identitet som en planet ved å " bestefar " den på planelisten.

IAU definisjon

Oppdagelsen av Eris tvang IAU til å handle etter en definisjon. I oktober 2005 reduserte en gruppe på 19 IAU -medlemmer, som allerede hadde jobbet med en definisjon siden oppdagelsen av Sedna i 2003, sine valg til en kortliste på tre ved å bruke godkjenningsavstemning . Definisjonene var:

Michael E Brown, oppdager av Eris
  • En planet er ethvert objekt i bane rundt solen med en diameter større enn 2000 km. (elleve stemmer for)
  • En planet er ethvert objekt i bane rundt Solen hvis form er stabil på grunn av sin egen tyngdekraft. (åtte stemmer for)
  • En planet er ethvert objekt i bane rundt Solen som er dominerende i dets nærmeste nabolag. (seks stemmer for)

Siden det ikke kunne oppnås enighet, bestemte komiteen å sette disse tre definisjonene til en bredere avstemning på IAUs generalforsamlingsmøte i Praha i august 2006, og 24. august satte IAU et endelig utkast til avstemning, som kombinerte elementer fra to av de tre forslagene. Det skapte i hovedsak en medial klassifisering mellom planet og stein (eller, på den nye språket, liten solsystemkropp ), kalt dvergplanet og plasserte Pluto i den, sammen med Ceres og Eris. Avstemningen ble vedtatt, med 424 astronomer som deltok i stemmeseddelen.

IAU bestemmer derfor at planeter og andre organer i vårt solsystem , unntatt satellitter , defineres i tre forskjellige kategorier på følgende måte:

(1) En " planet " 1 er et himmellegeme som: (a) er i bane rundt Solen, (b) har tilstrekkelig masse til at dens selvgravitasjon kan overvinne stive kroppskrefter slik at den antar en hydrostatisk likevekt (nesten rund ) form, og (c) har ryddet nabolaget rundt banen.

(2) En "dvergplanet" er et himmellegeme som: (a) er i bane rundt Solen, (b) har tilstrekkelig masse til at dens selvtyngdekraft kan overvinne stive kroppskrefter slik at den antar en hydrostatisk likevekt (nesten rund ) form 2 , (c) ikke har ryddet nabolaget rundt bane, og (d) ikke er en satellitt.

(3) Alle andre objekter 3 , unntatt satellitter, som kretser rundt solen, skal i fellesskap omtales som "Små solsystemlegemer".

Fotnoter:

1 De åtte planetene er: Merkur , Venus , Jorden , Mars , Jupiter , Saturn , Uranus og Neptun .
2 Det vil bli etablert en IAU -prosess for å tilordne grenseobjekter til enten "dvergplanet" og andre kategorier.
3 Disse inkluderer for tiden de fleste av asteroider i solsystemet , de fleste trans-neptuniske objekter (TNOer) , kometer og andre små kropper.


IAU løser videre:

Pluto er en "dvergplanet" etter definisjonen ovenfor og er anerkjent som prototypen på en ny kategori trans-neptuniske objekter.

Earth Moon Charon Charon Nix Nix Kerberos Styx Hydra Hydra Pluto Pluto Dysnomia Dysnomia Eris Eris Namaka Namaka Hi'iaka Hi'iaka Haumea Haumea Makemake Makemake MK2 MK2 Xiangliu Xiangliu Gonggong Gonggong Weywot Weywot Quaoar Quaoar Sedna Sedna Vanth Vanth Orcus Orcus Actaea Actaea Salacia Salacia 2002 MS4 2002 MS4 File:EightTNOs.png
Kunstnerisk sammenligning av Pluto , Eris , Haumea , Makemake , Gonggong , Quaoar , Sedna , Orcus , Salacia , 2002 MS 4 og Jorden sammen med månen

IAU besluttet også at " planeter og dvergplaneter er to forskjellige klasser av objekter", noe som betyr at dvergplaneter, til tross for navnet, ikke ville bli betraktet som planeter.

September 2006 plasserte IAU Eris, månen Dysnomia og Pluto i deres mindre plantekatalog , og ga dem de offisielle mindre planetbetegnelsene (134340) Pluto , (136199) Eris og (136199) Eris I Dysnomia . Andre mulige dvergplaneter , som 2003 EL 61 , 2005 FY 9 , Sedna og Quaoar , ble etterlatt midlertidig til en formell avgjørelse kunne fattes om deres status.

Juni 2008 kunngjorde IAUs eksekutivkomité etablering av en underklasse av dvergplaneter som omfatter den nevnte "nye kategorien trans-neptuniske objekter" som Pluto er en prototype av. Denne nye klassen av objekter, kalt plutoider , vil inkludere Pluto, Eris og andre trans-neptuniske dvergplaneter, men utelukket Ceres. IAU bestemte at de TNO-ene med en absolutt størrelse lysere enn +1 ville bli navngitt av en felles kommisjon fra navneutvalgene for planetariske og mindre planeter, under forutsetning av at de sannsynligvis vil være dvergplaneter. Til dags dato har bare to andre TNOer, 2003 EL 61 og 2005 FY 9 , oppfylt kravet til absolutt størrelse, mens andre mulige dvergplaneter, som Sedna, Orcus og Quaoar, ble navngitt av minor-planetkomiteen alene. 11. juli 2008 oppkalte arbeidsgruppen for planetarisk nomenklatur 2005 FY 9 Makemake , og 17. september 2008 navngav de 2003 EL 61 Haumea .

Aksept av IAU -definisjonen

Plott av de nåværende posisjonene til alle kjente Kuiper -belteobjekter , satt mot de ytre planetene

Blant de mest vokale talsmennene for IAUs bestemte definisjon er Mike Brown , oppdageren av Eris; Steven Soter , professor i astrofysikk ved American Museum of Natural History ; og Neil deGrasse Tyson , direktør for Hayden Planetarium .

På begynnelsen av 2000 -tallet , da Hayden Planetarium ble under en renovering på 100 millioner dollar, nektet Tyson å omtale Pluto som den niende planeten på planetariet. Han forklarte at han heller ville gruppere planeter i henhold til deres fellestrekk fremfor å telle dem. Denne beslutningen resulterte i at Tyson mottok store mengder hatpost, først og fremst fra barn. I 2009 skrev Tyson en bok som beskriver nedbrytningen av Pluto.

I en artikkel i januar 2007 -utgaven av Scientific American , siterte Soter definisjonen av inkorporering av nåværende teorier om dannelsen og utviklingen av solsystemet ; at ettersom de tidligste protoplaneter dukket opp fra det virvlende støvet på den protoplanetære platen , "vant" noen kropper den første konkurransen om begrenset materiale, og etter hvert som de vokste, betydde deres økte tyngdekraft at de akkumulerte mer materiale og dermed vokste seg større og til slutt overgikk andre organer i solsystemet med en meget stor margin. Asteroidebeltet, forstyrret av gravitasjonstauet til Jupiter i nærheten, og Kuiper -beltet, for vidt plassert til at dets bestanddeler kunne samles sammen før slutten av den første formasjonsperioden, klarte begge ikke å vinne tiltrekningskonkurransen.

Når tallene for vinnerobjektene blir sammenlignet med tapernes, er kontrasten slående; hvis Soters oppfatning om at hver planet har en "orbital sone" blir akseptert, er den minst orbitalt dominerende planeten, Mars, større enn alt annet innsamlet materiale i sin orbitalsone med en faktor 5100. Ceres, det største objektet i asteroidebeltet , står bare for en tredjedel av materialet i bane; Plutos forhold er enda lavere, på rundt 7 prosent. Mike Brown hevder at denne enorme forskjellen i banedominans etterlater "absolutt ikke rom for tvil om hvilke objekter som gjør og ikke hører til."

Pågående kontroverser

Til tross for IAUs erklæring, forblir en rekke kritikere overbevist. Definisjonen blir av noen sett på som vilkårlig og forvirrende. En rekke Pluto -som -planet -forkjempere, spesielt Alan Stern , leder for NASAs New Horizons -oppdrag til Pluto , har sendt en begjæring blant astronomer om å endre definisjonen. Sterns påstand er at siden mindre enn 5 prosent av astronomene stemte for den, var beslutningen ikke representativ for hele det astronomiske samfunnet. Selv med denne kontroversen utelukket, er det imidlertid flere uklarheter i definisjonen.

Rydder nabolaget

Et av hovedpunktene det er snakk om, er den presise betydningen av "ryddet nabolaget rundt bane ". Alan Stern innvender at "det er umulig og konstruert å sette en skillelinje mellom dvergplaneter og planeter", og at siden verken Jorden, Mars, Jupiter eller Neptun helt har renset sine områder for rusk, kan ingen på riktig måte betraktes som planeter under IAU definisjon.

Asteroider i det indre solsystemet; Legg merke til de trojanske asteroider (grønne), fanget i Jupiters bane av dens tyngdekraft

Mike Brown motvirker disse påstandene ved å si at de store planetene, langt fra å ha ryddet sine baner, fullstendig kontrollerer banene til de andre organene i deres orbital sone. Jupiter kan sameksistere med et stort antall små kropper i sin bane (de trojanske asteroider ), men disse kroppene eksisterer bare i Jupiters bane fordi de er i påvirkning fra planetens enorme tyngdekraft. På samme måte kan Pluto krysse banen til Neptun, men Neptun låste for lenge siden Pluto og dens tilhørende Kuiper -belteobjekter , kalt plutinos , i en 3: 2 -resonans , det vil si at de går i bane rundt solen to ganger for hver tredje Neptun -bane. Banene til disse objektene er helt diktert av Neptuns tyngdekraft, og dermed er Neptun gravitasjonsmessig dominerende.

I oktober 2015 foreslo astronomen Jean-Luc Margot fra University of California Los Angeles en beregning for klarering av orbital soner avledet fra om et objekt kan fjerne en orbital sone med omfang 2 3 av Hill-radius i en bestemt tidsskala. Denne metrikken plasserer en klar skillelinje mellom dvergplanetene og planetene i solsystemet. Beregningen er basert på massen til vertsstjernen, kroppsmassen og kroppens omløpstid. Et jordmassekropp som kretser rundt en solmassestjerne rydder banen i avstander på opptil 400 astronomiske enheter fra stjernen. Et Mars-massekropp i bane til Pluto rydder banen. Denne metrikken, som forlater Pluto som en dvergplanet, gjelder både solsystemet og ekstrasolare systemer.

Noen motstandere av definisjonen har hevdet at "å rydde nabolaget" er et tvetydig begrep. Mark Sykes, direktør for Planetary Science Institute i Tucson, Arizona, og arrangør av begjæringen, uttrykte denne oppfatningen overfor National Public Radio . Han mener at definisjonen ikke kategoriserer en planet etter sammensetning eller formasjon, men faktisk etter plasseringen. Han tror at en Mars-størrelse eller større gjenstand utenfor banen til Pluto ikke ville bli betraktet som en planet, fordi han tror at den ikke ville ha tid til å rydde bane.

Brown bemerker imidlertid at det var "rydding av nabolaget" -kriteriet som skulle forlates, og antallet planeter i solsystemet kan stige fra åtte til mer enn 50 , med flere hundre potensielt å bli oppdaget.

Hydrostatisk likevekt

Proteus , en måne av Neptun , er uregelmessig, til tross for at den er større enn de sfæriske Mimas .

Den Iau er definisjons krever at planeter være stor nok for sin egen tyngde å danne dem i en tilstand av hydrostatisk likevekt ; dette betyr at de vil nå en rund, ellipsoid form. Opp til en viss masse kan et objekt ha en uregelmessig form, men utover det punktet begynner tyngdekraften å trekke et objekt mot sitt eget massesenter til objektet kollapser til en ellipsoid. (Ingen av de store objektene i solsystemet er virkelig sfæriske. Mange er sfæroider , og flere, for eksempel de større måner på Saturn og dvergplaneten Haumea , har blitt ytterligere forvrengt til ellipsoider ved rask rotasjon eller tidevannskrefter , men fortsatt i hydrostatisk likevekt.)

Imidlertid er det ikke noe presist punkt der et objekt kan sies å ha nådd hydrostatisk likevekt. Som Soter bemerket i sin artikkel, "hvordan skal vi kvantifisere graden av rundhet som skiller en planet? Dominerer tyngdekraften en slik kropp hvis formen avviker fra en sfæroid med 10 prosent eller med 1 prosent? Naturen gir ingen ledig gap mellom runde og ikke -runde former, så enhver grense ville være et vilkårlig valg. " Videre varierer punktet hvor objektets masse komprimerer det til en ellipsoid avhengig av objektets kjemiske sammensetning. Objekter laget av is, som Enceladus og Miranda, antar at tilstanden er lettere enn de som er laget av stein, for eksempel Vesta og Pallas. Varmeenergi, fra gravitasjonskollaps , påvirkninger , tidevannskrefter som orbitalresonanser eller radioaktivt forfall , spiller også inn på om et objekt vil være ellipsoidalt eller ikke; Saturns isete måne Mimas er ellipsoidal (men ikke lenger i hydrostatisk likevekt), men Neptuns større måne Proteus , som er sammensatt på samme måte, men kaldere på grunn av sin større avstand til solen, er uregelmessig. I tillegg er den mye større Iapetus ellipsoide, men har ikke de forventede dimensjonene for den nåværende rotasjonshastigheten, noe som indikerer at den en gang var i hydrostatisk likevekt, men ikke lenger er det, og det samme gjelder for Jordens måne.

Doble planeter og måner

Et teleskopisk bilde av Pluto og Charon

Definisjonen ekskluderer spesielt satellitter fra kategorien dvergplanet, selv om den ikke direkte definerer begrepet "satellitt". I det opprinnelige utkastet til forslag ble det gjort et unntak for Pluto og den største satellitten, Charon , som har et barycenter utenfor volumet til begge kroppene. Det første forslaget klassifiserte Pluto - Charon som en dobbel planet, med de to objektene i bane rundt solen i takt. Imidlertid gjorde det endelige utkastet klart at selv om de er like i relativ størrelse, vil bare Pluto for øyeblikket bli klassifisert som en dvergplanet.

Et diagram som illustrerer månens bane med jorden

Noen har imidlertid antydet at månen likevel fortjener å bli kalt en planet. I 1975 bemerket Isaac Asimov at tidspunktet for månens bane er i takt med Jordens egen bane rundt Solen - ser ned på ekliptikken , Månen løper faktisk aldri tilbake på seg selv, og i hovedsak går den i bane rundt solen i sin egen Ikke sant.

Mange måner, også de som ikke går i bane rundt solen, viser ofte trekk som er felles med sanne planeter. Det er 19 måner i solsystemet som har oppnådd hydrostatisk likevekt og vil bli betraktet som planeter hvis bare de fysiske parameterne blir vurdert. Både Jupiters måne Ganymedes og Saturns måne Titan er større enn Merkur, og Titan har til og med en betydelig atmosfære, tykkere enn jordens. Måner som Io og Triton viser åpenbar og pågående geologisk aktivitet, og Ganymede har et magnetfelt . Akkurat som stjerner i bane rundt andre stjerner fortsatt omtales som stjerner, argumenterer noen astronomer for at objekter i bane rundt planeter som deler alle deres egenskaper også kan kalles planeter. Faktisk gjør Mike Brown akkurat et slikt krav i sin disseksjon av problemet og sier:

Det er vanskelig å argumentere for at et iskule på 400 km skal regnes som en planet fordi det kan ha interessant geologi, mens en 5000 km satellitt med massiv atmosfære, metansjøer og dramatiske stormer [Titan] ikke bør settes inn i samme kategori, uansett hva du kaller det.

Imidlertid fortsetter han med å si at "For de fleste mennesker, vurderer runde satellitter (inkludert månen vår)" planeter "i strid med ideen om hva en planet er."

Alan Stern har hevdet at plassering ikke burde ha betydning, og at bare geofysiske attributter bør tas i betraktning i definisjonen av en planet, og foreslår begrepet satellittplanet for planetmasser .

Ekstrasolare planeter og brune dverger

Oppdagelsen siden 1992 av ekstrasolare planeter , eller objekter i planetstørrelse rundt andre stjerner (4.801 slike planeter i 3.552 planetsystemer, inkludert 789 flere planetsystemer fra 1. august 2021), har utvidet debatten om planetenes natur på uventede måter. Mange av disse planetene er av betydelig størrelse og nærmer seg massen av små stjerner, mens mange nylig oppdagede brune dverger er omvendt små nok til å bli betraktet som planeter. Den materielle forskjellen mellom en lavmassestjerne og en stor gassgigant er ikke entydig; bortsett fra størrelse og relativ temperatur, er det lite å skille en gassgigant som Jupiter fra vertsstjernen. Begge har lignende samlede sammensetninger: hydrogen og helium , med spor av tyngre grunnstoffer i atmosfæren . Den generelt aksepterte forskjellen er formasjon; Det sies at stjernene har dannet seg fra "ovenfra og ned", ut av gassene i en tåke da de gjennomgikk gravitasjonskollaps, og dermed ville de nesten utelukkende bestå av hydrogen og helium, mens planeter sies å ha dannet fra "bunnen opp" ", fra opphopning av støv og gass i bane rundt den unge stjernen, og dermed burde ha kjerner av silikater eller is. Ennå er det usikkert om gassgiganter har slike kjerner, selv om Juno -oppdraget til Jupiter kan løse problemet. Hvis det virkelig er mulig at en gassgigant kan danne seg som en stjerne gjør, reiser det spørsmålet om et slikt objekt skal betraktes som en bane rundt lavmasse i stedet for en planet.

Den brune dvergen Gliese 229B i bane rundt stjernen

Tradisjonelt har den definerende egenskapen for stjernegang vært et objekts evne til å smelte hydrogen i kjernen. Stjerner som brune dverger har imidlertid alltid utfordret dette skillet. For små til å starte vedvarende hydrogen-1-fusjon, har de fått stjernestatus på grunn av deres evne til å smelte deuterium . På grunn av den relative sjeldenheten til denne isotopen varer denne prosessen imidlertid bare en liten brøkdel av stjernens levetid, og derfor ville de fleste brune dverger ha sluttet å smelte lenge før de ble oppdaget. Binære stjerner og andre formasjoner med flere stjerner er vanlige, og mange brune dverger går i bane rundt andre stjerner. Siden de ikke produserer energi gjennom fusjon, kan de derfor beskrives som planeter. Astronom Adam Burrows ved University of Arizona hevder faktisk at "fra det teoretiske perspektivet, uansett hvordan de er dannet, er ekstrasolare gigantiske planeter og brune dverger i hovedsak de samme". Burrows hevder også at slike stjernerester som hvite dverger ikke skal betraktes som stjerner, en holdning som ville bety at en kretsende hvit dverg , for eksempel Sirius B , kunne betraktes som en planet. Den nåværende konvensjonen blant astronomer er imidlertid at ethvert objekt som er massivt nok til å ha hatt evnen til å opprettholde atomfusjon i løpet av livet, og som ikke er et svart hull, bør betraktes som en stjerne.

Forvirringen slutter ikke med brune dverger. Maria Rosa Zapatario-Osorio et al. har oppdaget mange objekter i unge stjerneklynger av masser under det som kreves for å opprettholde fusjon av noe slag (for tiden beregnet til å være omtrent 13 Jupiter -masser). Disse er blitt beskrevet som " frittflytende planeter " fordi nåværende teorier om solsystemdannelse antyder at planeter helt kan kastes ut av stjernesystemene deres hvis banene deres blir ustabile. Imidlertid er det også mulig at disse "frittflytende planetene" kunne ha dannet seg på samme måte som stjerner.

Den ensomme Cha 110913-773444 (midten), en mulig subbrun dverg , som skaleres mot solen (venstre) og planeten Jupiter (høyre)

I 2003 ga en arbeidsgruppe fra IAU ut en posisjonserklæring for å etablere en arbeidsdefinisjon om hva som utgjør en ekstrasolar planet og hva som utgjør en brun dverg. Til dags dato er det den eneste veiledningen som tilbys av IAU om dette problemet. Planetdefinisjonskomiteen fra 2006 forsøkte ikke å utfordre den eller innlemme den i definisjonen sin, og hevdet at spørsmålet om å definere en planet allerede var vanskelig å løse uten å også vurdere ekstrasolare planeter. Denne arbeidsdefinisjonen ble endret av IAUs kommisjon F2: eksoplaneter og solsystemet i august 2018. Den offisielle arbeidsdefinisjonen av en eksoplanet er nå som følger:

  • Objekter med sanne masser under den begrensende massen for termonukleær fusjon av deuterium (for tiden beregnet til å være 13 Jupiter -masser for objekter med solmetallisitet) som kretser rundt stjerner, brune dverger eller stjernerester og som har et masseforhold med det sentrale objektet under L4/ L5 ustabilitet (M/M sentral <2/(25+ 621 ) er "planeter" (uansett hvordan de dannet).
  • Minste masse/størrelse som kreves for at et ekstrasolar objekt skal betraktes som en planet, bør være det samme som det som brukes i vårt solsystem.

IAU bemerket at denne definisjonen kan forventes å utvikle seg etter hvert som kunnskapen forbedres.

CHXR 73 b, et objekt som ligger ved grensen mellom planeten og brun dverg

Denne definisjonen gjør plassering, snarere enn dannelse eller sammensetning, til den avgjørende egenskapen for planethood. Et frittflytende objekt med en masse under 13 Jupitermasser er en "subbrun dverg", mens et slikt objekt i bane rundt en sammensmeltende stjerne er en planet, selv om de to objektene i alle andre henseender kan være identiske. I 2010 satte et papir publisert av Burrows, David S. Spiegel og John A. Milsom spørsmålstegn ved 13-Jupiter-massekriteriet, og viste at en brun dverg med tre ganger solmetallisitet kunne smelte deuterium så lavt som 11 Jupiter masser.

Dessuten har 13 Jupiter-masse cutoff ikke presis fysisk betydning. Deuteriumfusjon kan forekomme i noen objekter med masse under den grenseverdien. Mengden deuterium smeltet avhenger til en viss grad av objektets sammensetning. Fra 2011 inkluderte Extrasolar Planets Encyclopaedia objekter opptil 25 Jupiter -masser, og sa: "Det faktum at det ikke er noen spesiell funksjon rundt 13  M Jup i det observerte massespekteret forsterker valget om å glemme denne massegrensen". Fra 2016 ble denne grensen økt til 60 Jupiter -masser basert på en studie av masse -tetthet -forhold. Den Exoplanet Data Explorer inneholder objekter opptil 24 Jupiter masser med den rådgivende: "The 13 Jupiter-masse utmerkelse av IAU Working Group er fysisk umotivert for planeter med steinete kjerner, og observationally problematisk på grunn av synd jeg tvetydighet ." Den NASA exoplanet Arkiv med gjenstander med en masse (eller minimums masse) lik eller mindre enn 30 Jupiter massene.

Et annet kriterium for skille planeter og brune dverger, snarere enn deuterium brenning, dannelses-prosessen eller sted, er hvorvidt kjernen trykket er dominert av coulomb trykk eller elektron degenerasjonstrykk .

En studie tyder på at objekter over 10  M Jup dannet seg gjennom gravitasjonell ustabilitet og ikke kjerneakkresjon og derfor ikke bør betraktes som planeter.

Planetariske masseobjekter

Uklarheten i IAUs definisjon ble fremhevet i desember 2005, da Spitzer-romteleskopet observerte Cha 110913-773444 (ovenfor), bare åtte ganger Jupiters masse med det som ser ut til å være begynnelsen på sitt eget planetsystem . Hadde dette objektet blitt funnet i bane rundt en annen stjerne, ville det blitt betegnet som en planet.

I september 2006 avbildet Hubble -romteleskopet CHXR 73 b (venstre), et objekt som kretser rundt en ung følgesvenn på en avstand på omtrent 200 AU. Ved 12 joviske masser er CHXR 73 b like under terskelen for deuteriumfusjon, og dermed teknisk sett en planet; Imidlertid antyder den store avstanden fra moderstjernen at den ikke kunne ha dannet seg inne i den lille stjernens protoplanetariske skive , og må derfor ha dannet seg, som stjerner gjør, fra gravitasjonskollaps.

I 2012 kunngjorde Philippe Delorme, fra Institute of Planetology and Astrophysics of Grenoble i Frankrike oppdagelsen av CFBDSIR 2149-0403 ; et uavhengig bevegelig 4-7 Jupiter-masseobjekt som sannsynligvis utgjør en del av AB Doradus-bevegelsesgruppen , mindre enn 100 lysår fra jorden. Selv om den deler sitt spektrum med en brun dverg i spektral klasse T , spekulerer Delorme i at det kan være en planet.

I oktober 2013 oppdaget astronomer ledet av Dr. Michael Liu ved University of Hawaii PSO J318.5-22 , en enslig fritt flytende L-dverg som anslås å ha bare 6,5 ganger massen av Jupiter, noe som gjør den til den minst massive subbrune dverg ennå oppdaget.

I 2019 identifiserte astronomer ved Calar Alto -observatoriet i Spania GJ3512b, en gassgigant om lag halvparten av massen av Jupiter som kretset rundt den røde dvergstjernen GJ3512 på 204 dager. En så stor gassgigant rundt en så liten stjerne i en så bred bane er svært usannsynlig å ha dannet seg ved akkresjon, og er mer sannsynlig å ha dannet seg ved fragmentering av skiven, som ligner på en stjerne.

Semantikk

Til slutt, fra et rent språklig synspunkt, er det dikotomien som IAU opprettet mellom 'planet' og 'dvergplanet'. Begrepet 'dvergplanet' inneholder uten tvil to ord, et substantiv (planet) og et adjektiv (dverg). Dermed kan begrepet antyde at en dvergplanet er en type planet, selv om IAU eksplisitt definerer en dvergplanet som ikke . Ved denne formuleringen er derfor 'dvergplanet' og ' mindre planet ' best betraktet som sammensatte substantiv . Benjamin Zimmer fra Language Log oppsummerte forvirringen: "Det faktum at IAU vil at vi skal tenke på dvergplaneter som er forskjellige fra" ekte "planeter, klumper det leksikalske elementet" dvergplanet "inn med slike rariteter som" walisisk kanin "(egentlig ikke en kanin) og ' Rocky Mountain -østers ' (egentlig ikke østers). " Som Dava Sobel , historikeren og populærvitenskapelige forfatteren som deltok i IAUs første beslutning i oktober 2006, bemerket i et intervju med National Public Radio , "En dvergplanet er ikke en planet, og i astronomi er det dvergstjerner, som er stjerner og dverggalakser, som er galakser, så det er et begrep ingen kan elske, dvergplanet. " Mike Brown bemerket i et intervju med Smithsonian at "De fleste i den dynamiske leiren virkelig ikke ønsket ordet" dvergplanet ", men det ble tvunget gjennom av pro-Pluto-leiren. Så du sitter igjen med dette latterlige bagasje fra dvergplaneter som ikke er planeter. "

Omvendt bemerker astronomen Robert Cumming fra Stockholm Observatory at "Navnet" minor planet "[har] vært mer eller mindre synonymt med" asteroide "i svært lang tid. Så det virker ganske vanvittig på meg å klage på tvetydighet eller risiko for forvirring med introduksjonen av 'dvergplanet'. "

Se også

Merknader

  1. ^ Definert som regionen som okkuperes av to kropper hvis baner krysser en felles avstand fra solen, hvis deres banetider varierer mindre enn en størrelsesorden. Med andre ord, hvis to kropper opptar samme avstand fra solen på et tidspunkt i sine baner, og disse banene er av lignende størrelse, snarere enn, som enkometsville være, som strekker seg flere ganger den andres avstand, så er de i samme banesone.
  2. ^ I 2002, i samarbeid med dynamikeren Harold Levison, skrev Stern, "definerer vi enüberplanetsom et planetarisk legeme i bane rundt enstjernesom er dynamisk viktig nok til å ha ryddet sine naboplanetiske ... Og vi definerer enunderplanetsom en som har ikke vært i stand til å gjøre det, "og så noen avsnitt senere," inneholder vårtsolsystemtydelig 8 überplaneter og et langt større antall underplaneter, hvorav de største erPlutoogCeres. " Selv om dette kan se ut til å være i motsetning til Sterns innsigelser, bemerket Stern i et intervju med Smithsonian Air and Space at i motsetning til IAUs definisjon, tillater definisjonen hans fortsatt at planeter ikke kan være planeter: "Jeg tror fra et dynamisk synspunkt at det er planeter som virkelig betyr noe i arkitekturen til solsystemet, og de som ikke gjør det. De er begge planeter. Akkurat som du kan ha våte og tørre planeter, eller livbærende og ikke-livbærende planeter, kan du ha dynamisk viktige planeter og dynamisk uviktige planeter. "
  3. ^ Tettheten til et objekt er en grov veiledning for dets sammensetning: jo lavere tetthet, jo høyere brøkdel av is og lavere brøkdel av stein. De n tettere objektene, Vesta og Juno, består nesten utelukkende av stein med svært lite is, og har en tetthet nærmånens, mens de mindre tette, for eksempel Proteus og Enceladus, hovedsakelig består av is.

Referanser

Bibliografi og eksterne lenker