现在,倘若问起太阳系有多少个行星,那么大家一定会回答:八个!也就是金,木,水,火,土星,加地球,还有天王星和海王星。
冥王星早在2006年就被踢出了行星这个序列。所以消失的行星并不是指冥王星,而是另有它“星”。
而它,就位于木星与火星之间。这时候有小伙伴就要问了,如果真的有这么一颗行星,为啥我从没听说过?
行星的定义
2006年,国际天文学联盟的一项正式决议规定了“行星”一词的定义。一个天体要被称为行星,那它需要满足三个条件:
1、天体必须围绕恒星公转。在太阳系内,想要称为行星,那自然是围绕太阳这颗恒星公转了。
2、星体自身的重力应将其拉成流体静力平衡所定义的形状。简单点说就是,星体想要被称为行星,那么你得是个星“球”,得足够大,万有引力足够强,才能把天体拽成球星。像是很多小行星那样的不规则星体可不行。比如,人类首次在太阳系内发现的系外天体:“奥陌陌”。
3、天体必须清除其轨道附近的区域。什么意思呢?你可以理解为,这个星体不仅要足够大,这个星体还要在自己的轨道上当老大。而冥王星就是因为不满足这一个条件,才被开除出了“行星籍”。
打个比方,在地球轨道上,差不多只有地球和月球两颗较大的星体。而地球的质量是月球的80多倍。比起其他小天体来说更是不知道大到哪里去了。自然是这条绕日轨道上的老大。
冥王星的自身质量,只占冥王星所处轨道上星体总质量的不到7%。自然做不到在这一群星体里当老大。
所以,绕着太阳转,本身足够圆,轨道当老大。这是能够成为行星的三个要求。知道了这三个要求,我们再来看那颗消失的行星。
提丢斯-波得定则
说起这颗“消失”的行星,让科学家也非常为难。
当时,天文学界有一个传奇的定律。提丢斯-波得定则。这是一位德国的中学教师戴维·提丢斯和当时柏林天文台的台长波得共同命名的一个定律。
它揭示了各颗行星之间的距离规律:
水星到太阳的距离为(0+4) /10=0.4天文单位
金星到太阳的距离为(3+4) /10=0.7天文单位
地球到太阳的距离为(6+4) /10=1.0天文单位
火星到太阳的距离为(12+4)/10=1.6天文单位
并且这和当时的实测数据相差不大。这就可以得到一个公式也就是a=(N+4)/10。a是行星到太阳的平均距离,只不过这个N在取的时候,是0、3、6、12往后就是12×2,12×2×2以此类推。这里的单位都用的是天文单位。也就是地球和太阳的平均距离为一个天文单位。这从上述计算中也能看得出来。并且,这个公式也经过了后续的检验。比如由公式得出的
木星到太阳的距离为(48+4)/10=5.2天文单位
土星到太阳的距离为(96+4)/10=10 天文单位
提出质疑
和实测的木星到太阳距离5.2,以及土星到太阳距离9.54也基本吻合。所以当时这个定律引起了整个天文学界的轰动。不过很快有人质疑。
你这N取12和48的数值确实对的上,中间少了个N取24怎么回事呢?也就是按照公式,有个距离太阳2.8个天文单位的行星找不到了。这不是有了巨大的bug吗?
所以当时波得认为,一定是这颗行星,还没有被观测到。所以号召当时的天文学界一起来寻找这颗“消失的行星”。
一开始大家的热情很高涨,孜孜不倦的开始对着宇宙开始进行搜索,然后记录数据,计算。发现,都没有找到这颗理论上应该存在的行星。随着时间的逝去,这个事情的热度逐渐降低,人们差不多要准备放弃搜索了。
在这时,英国天文学赫歇耳宣布,他虽然没找到这颗“消失的行星”但是发现了另一颗行星,这颗行星距离太阳大约19.2个天文单位,与代入数据(192+4)/10计算出的19.6个天文单位十分吻合。说明了提丢斯-波得定律的正确性。这颗行星便是天王星。
就这样,本来快要被时间磨灭干净的热情顿时高涨了起来。大家立刻再次投入到了寻找“消失的行星”的狂潮当中去。
得到证实
终于,功夫不负有心人,在意大利西西里岛的一处偏僻的天文台上,有人宣布自己发现了距离太阳2.8个天文单位的行星,和之前想象的不同的是,这颗“行星”的光芒十分暗淡。和之前发现的行星相比,要暗淡不少,很多人可能只是把它当作了一颗远处的恒星,而没有把他当作行星来看。
但是经过持续的跟踪和计算。终于确定,这就是距离太阳2.8个天文单位的“行星”。这颗“行星”被定名为“谷神星”。只不过,谷神星要比正常的行星小很多。甚至,如果按照上述的三个标准,它都不能被定义为行星。
因为,随着后续这个区域的形体被发现,人们得出了一个结论,这里本就没有一颗行星,取而代之的是一群星体。而虽然谷神星是小行星带中最大的一颗,但它还远没有达到,在自己的轨道上称老大的地步。
众说纷纭
目前,在小行星带中已经被编号小行星就有120437颗。而关于小行星带的起源,则是众说纷纭。
有的人说,一开始这里就没有条件形成一个足够大的天体的。也有的说是,在形成的过程中小星体之间不断碰撞,但是这些碰撞没有使天体之间越聚越大,反而越撞约碎,从而变成了一片小行星带。更有人说,这里原本的行星发生了爆炸,从而被炸成了很多碎片,但是无法解释爆炸原因的。
总之到现在没有一个确切的结论。
定律被否
当然小行星带起源没有人说得明白,但是提丢斯-波得定则,恐怕是有人能说明,它已经不对了。应为如果按照定律海王星和冥王星的理论距离应该是:
海王星(192×2+4)/10=38.8个天文单位。
冥王星(384×2+4)/10=77.2个天文单位。
而与实际的数值海王星30.2个天文单位,冥王星39.6个天文单位,相差甚远。这个定律直接就被证伪了。而我们早就有了新的公式。N+1∶N=β,N表示一个行星,那么N+1就表示,比这个行星更远离太阳的一个行星。它们两者和太阳距离的比值是β,β是和行星质量有关的常量。
分析
其实当初,提丢斯-波得定则提出的时候,就有人表示过反对。首先,这个定律中,行星和太阳的距离和行星本身的质量,体积都没有关系。这就很大程度上违反了物理常识。
我们举个例子。假设就按照现在的太阳系环境。我们突然让木星质量扩大10倍。那么好了,按照提丢斯-波得定则,质量变大与否与最后的结果没关系。也就是说,现在所有的行星轨道全都不变!
但是这很明显不合理,木星质量变大了,和其他天体之间的万有引力也变大了,肯定会改变其他行星的轨道。这就显得提丢斯-波得定则从逻辑上就不合理。
结尾
而新的公式,虽然最后我们不确定他是不是真的正确,并且我们也很有可能永远无法验证它了。因为我们已经没有新的没有发现的行星去提供数据了。但是新的公式至少表示,行星距离太阳的距离和行星的质量有关系了。这就说明,其实理论一直在进步,我们对未知事物的探索从未停止。这其实就足够了。
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