冥王星和其衛星「卡戎」的想像圖。冥王星在成為太陽系九大行星的76年後,2006年被重新劃分為矮行星。

矮行星dwarf planet,亦稱侏儒行星)是2006年8月24日國際天文聯合會重新對太陽系天體分類後新增加的一組獨立天體,此定義[1]僅適用於太陽系內。簡單來說矮行星介乎於行星太陽系小天體這兩類之間,但會議後天文學家對此類天體定義仍有爭論。

目錄

定義

2006年8月24日捷克首都布拉格舉行的第26屆國際天文聯合會的大會中確認了矮行星的稱謂與定義,決議文對矮行星的描述如下:

  • 軌道繞著太陽的天體。
  • 有足夠的質量以自身的重力克服固體應力,使其達到流體靜力學平衡的形狀(幾乎是球形的)。
  • 未能清除在近似軌道上的其他小天體。
  • 不是行星的衛星,或是其他非恆星的天體。

隨後並把三顆已知的天體:冥王星、原為1號小行星的穀神星與柯伊伯帶天體鬩神星劃入矮行星之中;而該會未來亦會把外海王星天體或者小行星帶的一些符合定義的太陽系天體劃入矮行星之列。與行星定義的不同處只在矮行星未能清除在軌道上相鄰的小天體,因而使冥王星從行星改列為矮行星,因為它未能清除柯伊伯帶上鄰近的小天體,而矮行星將選自傳統中被認為是較小天體的小行星

矮行星列表

國際天文聯會在2006年8月24日接受了三顆矮行星的登錄,國際小行星中心在9月7日賦與除穀神星的另外兩顆矮行星之小行星編號[2]。2008年7月11日,小行星136472被國際天文聯合會正式命名為「鳥神星(Makemake)」,並被歸類為矮行星[3]。2008年9月17日,小行星136108被國際天文聯合會正式命名為「妊神星(Haumea)」,並歸類為矮行星[4]關於穀神星,2006年8月24日,於布拉格舉行之「第26屆國際天文聯合會會員大會」上,由2500多位天文學家表決,開設並定義矮行星這一名詞,而把穀神星劃入其中,2007年7月7日,美國宇航局宣布將穀神星從矮行星降級為小行星,並將太陽系最小的矮行星的地位讓位給了冥王星的衛星「卡戎」。[來源請求]

關於冥衛一 (卡戎星),依現行的定義,冥衛一可能是冥王星最大的衛星,也可能與冥王星組成雙矮行星。

名稱 穀神星冥王星鬩神星鳥神星妊神星小行星中心編號 太陽系的區域 分類 直徑(公里) 質量(千克)
與地球比較 平均赤道半徑*
(公里) 體積*
密度(克/厘米3) 赤道重力(米/秒2逃逸速度(公里/秒) 自轉周期(天) 軌道半徑*天文單位
平均(天文單位)
平均(公里
公轉周期*(恆星年) 平均軌道速度
km/s) 軌道扁率 軌道傾角(對黃道) 赤道傾角(對軌道)
(參見自轉軸傾角) 表面平均溫度(衛星數(個) 大小排名
矮行星
1 134340 136199 136472 136108
小行星帶 柯依伯帶 黃道離散盤面 柯依伯帶 柯依伯帶
小行星 類冥矮行星 類冥矮行星 類冥矮行星 類冥矮行星
975×909 2306±20 2400±100 1,300–1,900 1960 × 1518 × 996
9.5×1020
0.00016
~1.305×1022
0.0022
~1.67×1022 ~0.3×1022 ~0.4×1022
0.0738
471
0.180
1,148.07
0.19
~1,200
~750 ~718
0.00042
0.0059
0.007
1.8 ×109 km³
2.08 2.0 2.1 ~ 2? 2.6–3.3
0.27 0.58 ~0.68 ~ 0.5 0.44
0.51 1.2 1.3 0.8 0.84
0.3781 -6.38718
(逆行)
>0.33 ? 0.3238 0.16314
2.5-2.9
2.766
413,715,000
39.5
39.48168677
5,906,376,200
37.77-97.56
67.6681
10,210,000,000
38.5–53.1
45.8
6,850,000,000
34.7-51.5
43.132
6,452,000,000
4.599 248.09 557 309.9 285.4
17.882 4.7490 3.436 4.419 4.484
0.080 0.24880766 0.44177 0.159 0.18874
10.587° 17.14175° 44.187° 28.963° 28.19°
119.61°
167 40 30 ~ 30 ~ 50
0 3 1 0 2
5 2 1 3 4

*相對於地球的測量值。

目前為止,沒有拜訪任何一顆矮行星的載人太空探測計劃,因此對這些天體的研究也不會像對太陽系的大行星一樣詳細。推測NASA目前的計畫應不會改變:太空船黎明號新視野號將在2015年分別抵達穀神星冥王星[5][6]

候選矮行星

還有一些候選成為矮行星的天體,附表中這些天體的直徑據研究都大於750公里

 名稱 分類 直徑 質量死神星塞德娜創神星2002 TC302伐樓拿2002 UX252002 TX300伊克西翁
候選矮行星
冥族小天體 840-1880公里 6.2-7.0×1020千克
黃道離散天體 1180–1800公里 1.7-6.1 × 1021千克
類QB1天體 989-1346公里(?) 1.0-2.6 × 1021千克
黃道離散天體 ≤1200公里 不詳
類QB1天體 ~936公里 ~5.9×1020千克
類QB1天體 ~910公里 ~7.9×1020千克
類QB1天體 <900公里 不詳
冥族小天體 <822公里 不詳

在過去,卡戎一直被視為冥王星的衛星,因為到現在都還沒有明確的規範來區分「雙星」(這裡指的是兩顆行星、矮行星或小行星)與附屬衛星。在第26屆國際天文聯合會會員大會原來的決議草案(5)[1] 中,卡戎可能成為矮行星,原因是:

  1. 卡戎的大小與形狀滿足成為行星的條件。(在最後決議中,皆成為矮行星的必要條件)
  2. 卡戎與冥王星的質量比,使得兩者的質心位置落在兩者之間的空間中,而非在冥王星表面內的一點。

然而,這個定義在最後決議文本中並未被保留,在未來也不知是否會被加入。若相似的定義被採納,查龍將成為矮行星的一員。

第二、第三和第四大的小行星(4號灶神星、2號智神星與10號健神星)也都可能成為矮行星,只要她們能達到流體靜力平衡的形狀(橢球體)。但目前還沒有足夠佐證資料。[7]

大小與質量

矮行星質量和大小的上下限,在國際天文聯合會會員大會的5A決議案中並沒有規範,沒有嚴謹的上限,即使一個比水星還大的天體,若未能將鄰近軌道的小天體清除掉,也許仍然會被歸類為矮行星。

下限則是以能否達到流體靜力平衡的形狀概念來規範,但是對這類物體的大小和形狀尚未定義完成。在國際天文聯合會的5號決議案原先建議的是質量大於5×1020公斤,直徑超過800公里 [1],但是在最後決議的5A案中未予以保留,因此以觀測經驗為依據提供的建議是要根據對象的歷史變化和構成來作認定。

根據部分天文學家的說法,新定義可能會使矮行星的數量增至超過45顆。[8][9]

軌道優勢(Orbital dominance)

阿倫哈洛德史蒂文和其他的天文學家對能否清除鄰近軌道的小天體做為矮行星和其他八顆行星的區別仍有爭議,因為要移除鄰近軌道的小天體必需經由碰撞、捕獲、或是重力擾動。這個觀念是結合了軌道優勢與使行星的候選者必須在質量上比鄰近天體的總質量大許多,矮行星則因為質量太小而不足以像行星那樣對身處的環境造成重大的改變。而阿倫和哈洛德發現在最小的地球型行星和最大的小行星與古柏帶天體之間的Λ有5個數量級的明顯差異存在:

行星判別式 天體 質量 (ME*)
Λ/ΛE**
µ***
水星 0.055 0.0126 9.1×104
金星 0.815 1.08 1.35×106
地球 1.00 1.00 1.7×106
火星 0.107 0.0061 1.8×105
木星 317.7 8510 6.25×105
土星 95.2 308 1.9×105
天王星 14.5 2.51 2.9×104
海王星 17.1 1.79 2.4×104
冥王星 0.0022 1.95×10−8 0.077
鬩神星 0.005 3.5×10−8 0.10

*ME 地球質量。
**Λ/ΛE = M2/P, 是質量(地球質量=1)平方除以公轉周期(年)之比值。
***µ = M/m,M 是天體的質量,m是共享軌道的其他天體的質量總和。

矮行星和其他的太陽系天體分類

國際天文聯合會以天體在太陽系內的位置、組成或歷史,在第26屆會員大會的5A決議案中,將太陽系的天體歸類為三種類別:行星、矮行星、和太陽系小天體代替早先的分類。這個決議將小行星外海王星天體(TNO)和彗星都視為太陽系小天體(註腳3)。[10].

沒有了這些分類(小行星、外海王星天體、和彗星),太陽系的天體都將歸類至行星、矮行星、和太陽系小天體,而她們可能是也可能不是後者類別的子集合。

太陽系小天體在註腳3的文字說明是當前包含在太陽系的小天體,大多數的外海王星天體(TNO)、彗星、和其他的小天體,雖然在技術上仍是模稜兩可,但暗示了彗星和其他小天體是太陽系小天體的子集合。使用的字是大多數,因而表明小行星和外海王星天體只是部份包含在太陽系小天體的分類之內。這與穀神星、冥王星和Eris被歸類為矮行星,不是太陽系小天體的結果是一致的。

一個合理的結論是:儘管已經被歸類為矮行星,穀神星仍將繼續做最大的小行星,冥王星鬩神星也依然是外海王星天體。

種類

圖示是最大的外海王星天體的估計值,包括冥王星鬩神星,其他天體也可能成為矮行星的一員。

國際天文聯合會26屆會員大會的6A決議案 [2] 認可冥王星是外海王星天體中新類型的標準。這個類別的命名和精確性質並沒有定義,但在決議前的辯論中成員曾以冥王星對象冥王星的天體來稱呼,但前者有貶損的意味[11] 並且在最後的草案中(6b)被摒棄了[12];後者在大會8月24日的表決中也沒有贏得多數人的認同。目前這個類別的名稱已經被定為無名殘餘

在進行定義的初期過程中,這個類別(稱類冥行星)曾被定義為軌道周期超過200年的 行星,而且軌道傾斜比傳統大了許多。.[13]

符合類冥天體一類只適合於外海王星天體中軌道周期、傾斜、和扁率像冥王星的天體。矮行星可能屬於也可能不屬於這一類,但所有這些的都是矮行星。

除了冥王星之外,屬於這一類的天體仍都不明確,冥王星最大的衛星查龍如果歸類為矮行星時,可能會另成一類。鬩神星和列在上面候選矮行星之列,軌道週期都在下限附近,但軌道傾斜度和扁率都有各自的特性,然而這些不都是等於或大於冥王星的天體。誇歐爾的扁率和軌道傾斜則與類冥天體不盡符合。
下面的圖表在說明原始的草案和表決之間的最後的結果。

表決的結果
候選的提案 (未獲通過).


類冥矮行星

主條目:類冥矮行星

國際天文聯合會在2006年的6a決議案[2]認為冥王星是海王星外天體的一種新類型的原型。這種類型的命名和確實的性質目前雖尚未被國際天文聯合會指定,但會在未來做確認;在尋求結論的辯論中,plutonplutonian這兩個名字都被否決而未獲得通過。

在2008年6月11日,國際天文聯合會的執行委員會宣佈了一個新名詞 - 類冥矮行星,其定義為:所有在海王星之外的矮行星都是類冥矮行星[14] [15]

相關條目

參考文獻

外部連結