第十大行星引发激辩 大行星不等于大块头

□黄永明

7月29日，美国加州理工学院的迈克·布朗等人宣布，他们在冥王星轨道之外发现了一颗巨大的天体，按照他们的估计，这颗天体的体积可能达到冥王星的1.56倍。美国宇航局作为该研究项目的资助机构，在发布新闻时将这颗编号为2003UB313的天体称为“第十大行星”。

我们都知道，我们所居住的地球是一颗大行星，地球身旁的金星、火星也是大行星，并且可能已经有人告诉你，现在天文学家已经在太阳系之外发现了大约160颗大行星，而且数目还在增加。但是请等一等，有没有人知道，什么是“大行星”？

你也许可以在词典上查到“行星”这一词条的定义。比如《现代汉语规范词典》：“环绕太阳运行的天体。本身不能发光，能反射太阳光。”但是，这个传统意义上的定义显然已经跟不上科学的进展：现在人们已经知道，有许多行星并不是环绕太阳运行的，而是环绕其他恒星运行的；任何温度大于绝对零度的物体都会“发光”，包括所有传统意义上的“行星”，只不过有些物体发出的是人眼所不能看到的电磁辐射。

实际上，现在没有人知道什么是“大行星”。因为世界上还没有关于“大行星”这一概念的统一而完备的定义。布朗等人的发现及对2003UB313的称谓立即在天文学界引起了巨大的争论。这个发现迫使天文学家开始仔细思考，“行星”这个乍看起来再普通不过的名词究竟意味着什么。

天文学中并不存在“大行星”？

“新行星”的发现者布朗认为，他的团队所发现的是一颗文化意义上的大行星，是一颗历史意义上的大行星，但不是一颗科学意义上的大行星。

这不难理解。当天文学家在1930年发现冥王星时，他们起初以为冥王星有火星那么大，他们也尚不知道与冥王星轨道相近的天体还有许多，自然就把冥王星加入了大行星的行列。后来研究者才发现，原来冥王星处在一个由许多天体组成的带状区域之中，这些天体以提出者的名字命名，被称为“柯伊伯带天体”。

冥王星其实是一颗巨大的柯伊伯带天体，只是由于历史的原因才保留了双重身份。在发现2003UB313之前，冥王星一直都是已知的最大的柯伊伯带天体。许多年前，一些天文学家就开始提出免除冥王星的大行星地位，但并未得到国际天文学界的权威机构——国际天文学联合会——的赞同。

去年，布朗的小组宣布他们在冥王星轨道之外发现了巨大的新天体“塞德娜”，立时再度激起了对冥王星地位的讨论，但塞德娜毕竟比冥王星还小不少，所以就连布朗本人也未曾考虑把它列为“第十大行星”。

2003UB313比冥王星大出一半，既然冥王星是大行星，那么比这颗大行星还大的天体难道不应该被称为“大行星”吗？从另一个角度来看，早在现代科学诞生之前，“大行星”这一名词就已经出现在希腊语中了。在希腊语中，“大行星”就是天空中的游移天体。国际天文学联合会至今没有给“大行星”下完整的定义，这也就意味着从科学上其实无法判断太阳系的天体中哪些是大行星，所以“大行星”就只能是历史和文化上的概念。

“大行星”不等于“大块头”

在1995年之前，“大行星”的界定还不是一个很突出的问题，因为在那之前，天文学家还没有在其他恒星周围发现行星。但是现在，他们已经在太阳系之外发现了大量的“外星行星”。与太阳系中的大行星相比，外星行星中存在许多另类分子，它们的出现开始让天文学家重新审视“大行星”这个古老的概念。

在界定“大行星”上，目前天文学家较为一致的一个观点是，质量大于13.6倍木星质量的天体不能被称为大行星。因为一个天体的质量一旦超过这个界线，它的内部就会开始发生核聚变——内部发生核聚变的天体当然不再是行星了。

这是大行星的质量上限，但目前还没有意见统一的质量下限。有的天文学家主张把冥王星的质量作为质量下限，也有天文学家认为应该把“天体能够在自身引力下呈球形”作为下限。

然而，事情还不仅仅是缺少一个质量下限这么简单。

天文学家在考虑一个天体是否为大行星的时候，还时常考虑另一个问题：这个天体是怎么形成的？现在已经发现一些外星行星的形成过程与太阳系大行星的形成过程非常不同。那些行星的形成过程可能与恒星更为相似，虽然它们的体重与恒星还相差甚远。一部分天文学家认为，这种形成过程与恒星相似的天体不应该被归为大行星。

除此之外，天文学家可能还得考虑大行星的“生存环境”。