在冥王星被取消了行星资历之后，地理学家发明了一种新的天体类别——矮行星（dwarf planet）来安顿它。矮行星听起来好像比行星略逊一筹，但这个隐秘的世界实际上充满了不知道的疑团，其间隐藏着提醒太阳系构成和演化之谜的重要头绪。地理学家一向极尽所能，期望能一窥它们的容貌。最近，他们第一次以满意高的分辨率观测到了十分挨近球形的健神星，这或许是人类现在观测到的最小的矮行星。
撰文 | 苏道
在开端介绍今日的主角之前，咱们先来看一个问题：太阳系有多少颗行星？
咱们会信口开河，答案是8颗。但在2006年8月24日之前，公认的答案是9颗，那也是很多人回忆中的“九大行星”。答案改变的原因很多人也有所耳闻：在那天举行的世界地理学联合会（IAU）的会议上，通过与会地理学家投票表决，冥王星的行星资历被取消了。
不过，地理学家总要找一个类别来放置冥王星，所以他们发明了一个新的天体类别——矮行星（dwarf planet）。已然是因冥王星而来，冥王星天然成为这类天体的代表。它们听起来比行星略逊一筹，背面的故事的精彩程度其实丝毫不差劲于行星。
最小矮行星显露真容
一项最新研讨让矮行星的隐秘世界再次进入了咱们的视界。10月28日，一个研讨小组在《天然·地理学》（Nature Astronomy）上宣告论文，宣告他们运用欧洲南边地理台（ESO）的甚大望远镜（Very Large Telescope，VLT）对健神星（Hygiea）进行了观测。健神星坐落火星和木星之间的主小行星带（main asteroid belt）中，是这个区域内仅次于谷神星（Ceres）、灶神星（Vesta）和智神星（Pallas）的第四大天体。
这儿需求阐明的是，太阳系内小天体的区分规范并不严厉。主小行星带内的前三大天体只要谷神星是矮行星，且现在是太阳系内最小的矮行星，而灶神星和智神星都是小行星。这次新宣告的研讨是地理学家第一次可以以满意高的分辨率对以往被视作小行星的健神星进行调查，然后可以研讨它的外表，并承认它的巨细和形状。他们此次的一个重要发现便是——健神星十分挨近球体。这在某种程度上预示着什么呢？
甚大望远镜拍照到的健神星。| ESO
2006年，为了明晰冥王星的分类，地理学家“挖空心思”地拟定了太阳系内的行星需求满意的三个条件：
一是环绕太阳公转；
二是具有满意的质量，然后具有（近）球体的形状；
三是扫清自己轨迹邻近的区域。
因为冥王星的轨迹区域内还存在很多的小天体而它本身并未处于分配性方位，因而未能满意第三项条件，然后被踢出了行星序列。一同，地理学家也为矮行星这个类别拟定了四项条件：
一个天体假如满意环绕太阳公转、不是卫星、没有清空其轨迹上的其他天体以及形状是（近）球体，那它便是一颗矮行星。
作为一颗坐落主小行星带内的天体，健神星天然满意成为矮行星的四个条件中的前三个。这次地理学家的观测成果则证明，它还满意第四个条件，即（近）球体。这样一来，健神星就或许不再是一颗小行星，而是一颗当之无愧的矮行星。
地理学家的观测以为，健神星的直径刚刚超越430千米。在承认健神星的分类前，太阳系内最小的矮行星是同处在主小行星带内的谷神星，它的直径为大约950千米。矮行星的个头一般在数百千米左右，现在发现的最大的矮行星是冥王星（直径约2370千米）和阋神星（直径约2326千米）。而健神星尽管因为刚被发现是球形，因而或许会被赋予矮行星的方位，但因为个头太小，IAU最终将投票决议健神星是否可以被赋予矮行星方位，或许是否仍将是小行星。
健神星（左）、灶神星（中）和谷神星（右）的巨细比照。其间可以正常的看到灶神星因为呈扁球体而非（近）球体，因而没有被归类为矮行星，而是归于小行星。| ESO
行星与小行星的“纠葛”
矮行星因为体积小，因而很难被观测。地理学家得益于不断的进步的观测才能和改善的算法，才能对这些隐秘世界一探终究。比方，美国国家航空航天局（NASA）于2007年9月27日发射的曙光号探测器（Dawn probe），就已经在2015年3月7日进入谷神星的轨迹，并在随后发回谷神星的高清相片。
曙光号探测器拍照到的谷神星。|NASA
现在，地理学家承认的矮行星除了冥王星、谷神星和极有或许进入这个宗族的健神星外，还包含阋神星（Eris）、鸟神星（Makemake）和妊神星（Haumea）。矮行星和行星一字之差，它们之间的“纠葛”实则是人类探究太阳系前史的一段缩影。
自从有地理记载以来，人类就知道水星、金星、火星、木星和土星这5颗行星。日心说替代地心说之后，人类认识到地球也是一颗行星，行星的数量变成6颗。1781年3月13日，威廉·赫歇尔（William Herschel）发现了天王星。这是第一颗被人类“发现”的行星，行星的数量变成7颗。赫歇尔发现行星后取得的名誉以及带来的轰动效应，使得地理学家投入到一场寻觅新行星的比赛中。
1801年1月1日晚，意大利地理学家朱塞普·皮亚奇（Giuseppe Piazzi）发现谷神星。地理学界遭到轰动，因为人类或许在时隔20年之后发现了一颗新行星。之所以这么说，原来是在此之前，有一个名为提丢斯—波德的经历规矩，预言在火星和木星之间应该有一颗人类没有发现的行星，而皮亚奇发现谷神星的方位与预言的方位十分挨近。当然，地理学家也不是没有疑虑，比方说，比天王星间隔地球更近的谷神星却愈加暗淡，阐明谷神星的体积或许十分小。
没过多久，1802年3月28日，德国地理学家海因里希·奥尔贝斯（Heinrich Wilhelm Olbers）发现了智神星。因为智神星的轨迹半径与谷神星简直相同（谷神星与太阳的均匀间隔为2.7地理单位，智神星与太阳的均匀间隔为2.77地理单位，日地均匀间隔为1地理单位），因而引起了关于二者方位的争议，因为两颗行星不或许占有相同的轨迹区域。
并且二者的体积的确很小，比月球都要小不少，因而赫歇尔主张把它们称作“小行星”（asteroid），地理学界也逐步接受了这种说法。1804年和1807年，婚神星（Juno）和灶神星先后被发现。19世纪40年代，德国业余地理学家卡尔·路德维希·亨克（Karl Ludwig Hencke）又先后发现了义神星（Astraea）和韶神星（Hebe）。尔后，跟着观测才能的进步，小行星的宗族不断强大。
1846年9月23日，地理学家发现了海王星。因为在发现天王星的过程中，地理学家依据天体力学的核算猜测了它的轨迹，并依据猜测展开搜索作业，因而海王星又被称作“笔尖上发现的行星”。1930年，美国地理学家克莱德·汤博（Clyde Tombaugh）发现了冥王星。“九大行星”自此排定坐次。
击倒冥王星的“小伙伴”
冥王星间隔太阳真实太远，反射的光线极端有限，所以在很长时间里，地理学家乃至不能精确丈量它的巨细，后来才估量出它的直径。2006年1月19日，NASA发射了新视界号探测器（New Horizon），意图便是对冥王星进行近间隔拍照和研讨。新视界号也不负众望，2015年7月14日，它近间隔飞掠冥王星，拍照了有史以来最明晰的冥王星图画。
新视界号拍到的冥王星。| NASA
新视界号发射升空时，冥王星仍是一颗行星，但没动身多久，冥王星就被降级，直接的导火线便是阋神星的发现。2005年，加州理工学院的行星科学家迈克尔·布朗（Michael Brown）发布了根据此前观测数据的一个发现，即他和研讨者在2003年从前拍照到一个比冥王星更大的天体（尔后的研讨标明，阋神星与冥王星的巨细适当，但是质量更大一些），后来它被命名为阋神星。
阋神星的艺术幻想图。| ESO
阋神星（Eris）、冥王星（Pluto）与海卫一（Triton）的巨细比较。其间黄色代表岩石，蓝色代表表层的冰。| 加州理工学院
跟着望远镜观测才能的进步以及对太阳系演化了解的加深，地理学家发现在太阳系中存在小天体集合的区域。这次地理学家揭开奥秘面纱的健神星，以及谷神星、智神星都坐落火星和木星之间的主小行星带中。此外，美籍荷兰裔地理学家柯伊伯等人（Gerard Kuiper）还提出在海王星的轨迹外，存在一个小天体带。这个区域被命名为柯伊伯带（Kuiper Belt），其间的天体被称作海外天体。
阋神星在太阳系中的方位，从中可以正常的看到它坐落海王星的轨迹外，归于海外天体。| NASA
尽管地理学家先后在主小行星带和柯伊伯带发现了很多天体，但是绝大部分个头都太小，不会应战既有的行星次序。但是，阋神星把一个扎手的难题抛给了地理学家：已然冥王星是行星，那么无论是直径仍是质量都比冥王星要大的阋神星应不该该是一颗行星呢？
阋神星的呈现成为压垮冥王星行星方位的最终一棵稻草。地理学家面对的更大问题是，假如把阋神星也当成行星，那未来假如发现略小于阋神星的天体，要不要归类为行星，这个巨细的边界又终究在哪里。因而，地理学家决议直面一个此前从未深究过的基本问题，即行星的界说终究是什么。从这儿动身，就有了前面说到的在2006年的IAU大会上地理学家提出的行星规范和随之而来的矮行星规范。
假如健神星被承认是矮行星，那矮行星的宗族就又得以强大。地理学家之所以极尽所能，期望一窥它们的容貌，就在于这些行星面前的“小家伙”身上充满了不知道的疑团，隐藏着提醒太阳系构成和演化之谜的重要头绪。地理学家想要真实了解这些悠远的隐秘世界，还有很长的路要走。
参考资料
[1] https:///articles/s41550-019-0915-8
[2] https://phys.org/news/2019-10-eso-telescope-reveals-smallest-dwarf.html
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Dwarf_planet
[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Pluto
[5]卢昌海. 那颗星星不在星图上：寻觅太阳系的疆界. 北京：清华大学出版社，2013.
[6] [英]约翰·钱伯斯 [英]杰奎琳·米顿著，杨洁玲译. 太阳系简史. 北京：中信出版社，2018.
[7] https://solarstory.net/planets/eris
[8]
https:///astronomy-news/eris-and-pluto-doessizematter/
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