太阳系小天体

历史(小星或小行星)

国际天文联合会的辩论

留下的争论

流体静力平衡

行星定义直到2006年8月24日才有了一个比较明确且可以被接受的文字叙述。在这之前，尽管行星一词已经被使用了数千年，但令人惊讶的是，科学界始终没有给过行星明确的定义。进入21世纪后，行星的认定成为一个备受争议的主题，这才迫使天文学界不得不为行星做出定义。

数千年来，“行星”一词只被用在太阳系内。当时天文学家尚未在太阳系以外发现任何行星。但从1992年起，人类陆续发现了许多比海王星更遥远的小天体，而且其中也不乏与冥王星大小相当者，这使得有资格成为行星的天体由原有的9颗增加至数打之多。1995年，科学家发现了第一个太阳系外行星飞马座51。之后，陆续发现的太阳系外行星已经有数百颗之多。这些新发现不仅增加了潜在行星的数量，且由于这些行星具有迥异的性质──有些大小足以成为恒星，有些又比我们的月球还小──使得长久以来模糊不清的行星概念，越来越有明确定义的必要性。

太阳系小天体

2005年，一颗外海王星天体，阋神星（当时编号为2003 UB313）的发现，使得对行星做明确定义的必要性升至顶点，因为它的体积比冥王星（在当时是已被定义为行星的天体中最小者）还要大。国际天文学联合会（IAU），由各国的天文学家组成负责为天体命名与分类的组织，在2006年对此问题做出了回应，发布了行星的定义。依据这最新的定义，行星是环绕太阳（恒星）运行的天体，它们有足够大的质量使自身因为重力而成为圆球体，并且能清除邻近的小天体。未能清除轨道内小天体的则被纳入一个新创的分类，称做矮行星。除了以上两类，其他围绕太阳运行的天体则被称为“太阳系小天体”。

按照以上定义，太阳系有八个行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星，而冥王星被排除在外。至2007年7月为止，已获承认的矮行星则有冥王星、谷神星和阋神星，2008年7月才增加了第四颗鸟神星，又于同年9月增加了第五颗妊神星。但国际天文学联合会的这项决议并无法弭平所有争议，部分天文学家拒绝承认此一决议。

历史

在西方，行星(planet)一词首见于古希腊语，指在固定的星空中游荡的天体（asteres planetai）。这不仅包含当时已知的五个目前被认为是行星的天体（水星、金星、火星、木星和土星），也包含太阳和月亮。但是，在当时已经使用五大和七大这样的修饰词来指明是否包含太阳和月亮，因为行星一词在当时就有歧义。在日心说取代地心说成为被普遍接受的天文学理论时，太阳不再被列为行星，而地球替代了它的名额。在1610年伽利略发现木星的卫星（史称伽利略卫星）、1659年发现土星的卫星泰坦、1673年又发现土卫五(Rhea)和土卫八(Iapetus)之后，月亮也被从行星中除名。但是这些新发现的土星和木星的卫星最初也被称为行星，因为卫星一词(moon)当时只被用来称呼月球。

在1781年，天文学家威廉·赫协尔于搜寻双星时，在金牛座中发现一颗他认为是彗星的天体，当时他没有想到这个天体会是一颗行星。因为完美的宇宙中只有五颗行星的观念深植在当时的科学界中。但是，不同于彗星的是，这个天体以接近圆的轨道在黄道面上绕着太阳。最后，这个天体成为太阳系的第七颗行星，并被命名为天王星。

1846年海王星的发现，是由于造成天王星轨道不规则的变化，科学家认为这是由于天王星外尚有其他行星，其引力造成的天王星轨道的扰动。但海王星轨道的计算位置也与观测位置不能符合，这导致了1930年冥王星的发现。后来发现冥王星的质量太小，不足以造成海王星的轨道扰动，但航海家2号测量的结论是海王星的质量被高估了。

冥王星的一些特征不同于旧有的行星：轨道不能被视为圆形、质量不足以造成轨道摄动、而且不在黄道面上。天文学家因此开始思考如何给行星一个定义。

小星或小行星

被赫歇尔意外发现的天王星似乎确认了波德定律，一个关于行星轨道半径分布的数学函数。虽然天文学家认为这只是无意中的巧合，但是天王星的位置与预测的数值非常接近。由于这个定律也预测在火星与木星之间有未被观察到的天体，于是有些天文学家将注意力转移至这个区域，希望能发现新的行星。终于，在1801年，一个崭新的世界登上了舞台，谷神星被发现了，它正好位在预测的空间上。当时它被认为是一颗新的行星。

然后，在1802年，奥伯斯发现了智神星，这是与谷神星到太阳的距离几乎相同的第二颗行星。两颗行星在同一个轨道上的想法在当时是不被认同的。但数年后婚神星也在相近的距离上被发现，而往后的数十年中，更多的天体在这个区域内被发现，它们与太阳的距离也都几乎一样。

因此，天文学家赫歇尔建议分出一类新的天体：小星(asteroids，意思是“类似星星”，因为这一类星体都很小，看起来像恒星而看不出像行星的盘面)，不过当时多数的天文学家还是喜欢将他们称为行星，赫歇尔的提议并未被广泛接受。在赫歇尔过世的1828年，科学课本中仍然称这些小天体为行星。

到了1851年，小天体的数量已经达到15颗，于是科学家发明了新的方法来区分这些天体，就是在名称前面加上序号，而在无意间产生了新的类别。到了1860年代，欧洲与美洲的观测者已开始称这些天体为小行星(minor planets或small planets)。话虽如此，还是花了许多时间才完成将这些小天体分类的工作。1930年，冥王星在被发现之后很快的被归类为行星，于是冥王星的特性就不断地被拿来与谷神星比较，开始了漫长的名位之争。冥王星是一个冰冻的小天体，却反常的出现在气体巨星所存在的环境中。冥王星的轨道不仅偏离了黄道平面，还会切入海王星轨道的内侧。然而，在当时它是海王星之外唯一为人所知的似行星天体。到了1992年，天文学家在海王星之外发现了为数众多，而结构与体积和冥王星相似的冰冻小天体。科学家们认为他们发现了长久以来预测的古柏带(有时称为契形古伯带)，这是短周期彗星，像是哈雷彗星，这种周期短于200年的彗星，来源的冰冻碎片带。

冥王星的轨道位于古柏带的中间，因此，它的行星身分受到了质疑；谷神星因为与其它的天体共同拥有的相似轨道而丧失行星身份的先例，让许多学者认为冥王星应该重新归类为小行星。加州理工学院的米高·布朗就建议：“在太阳系中的行星应该是质量大于在相似轨道上其他天体的质量总和的天体”。"虽然在1999年，国际天文联会明白的表示还不到改变冥王星身分的适当时机，但布朗建议的这条质量限制指出了主要的行星将只有八颗，也宣示了冥王星将被降级的远景。

在其他一些大小与冥王星相似的外海王星天体，像(50000) 夸欧尔和(90377) 塞德娜被发现后，又挑起了冥王星不能例外于外海王星天体的议题。 在2005年7月29日，米高·布朗和他的小组宣布她们发现了比冥王星更大的天体， 临时的名称是2003 UB313。虽然发现者和许多的新闻媒体立刻称呼该星体为第十颗行星，但是在正式的文件上，它仍然被认为是一颗小行星，使用的是临时名称2003 UB313，表示是在2003年10月下半月被发现的第7827颗小行星。

国际天文联合会的辩论

2006年行星重定义2003 UB313的发现迫使国际天文联合会必须正视这个问题。在2005年10月，IAU第19工作小组的成员经由投票，将可能的行星定义缩减成三条简短的文字，做为建议案提出。这些定义如下：

行星是直径大于2,000公里，在轨道上环绕太阳的任何天体。(11票赞成)

行星是任何外形已经在重力作用下稳定，并且环绕太阳运转的天体。(8票赞成)

行星是在环绕太阳的轨道上，能统治邻近范围内天体的任何天体。(6票赞成)

因为没有达成整体一致的意见，委员会决定将这三个定义交由2006年8月在捷克布拉格举行的IAU会员大会来表决， 并且在2006年8月24日，作为大会最后的议题来投票。IAU结合了这三条可能的定义做成了两个提案，作为大会最后的投票案。这个提案在“行星”和“岩石”(或是太阳系小天体)之间创造了一个被称为矮行星的新分类，并将冥王星列名于其中，似乎是要将小行星这个分类给废弃掉。虽然只有474位天文学家在最后参与了投票，这个议案还是被通过了。

国际天文联会....议决，太阳系中的行星及其他天体将以下述知方法，被分成三个不同的类别：

(1) 行星 是这样的一种天体：

(a) 在轨道上环绕着太阳。 (b) 有足够的质量，能以自身的重力克服刚体力，因此能呈现流体静力平衡的形状(接近圆球体)。 (c) 将邻近轨道上的天体清除。 (d) 未能发生核聚变。 (2) 矮行星是一种天体：

(a) 在轨道上环绕着太阳。 (b) 有足够的质量，能以自身的重力克服刚体力，因此能呈现流体静力平衡的形状(接近圆球体)。 (c) 未能将邻近轨道上的天体清除。 (d) 不是行星的卫星。 (3) 所有环绕太阳的其他天体都归类到太阳系小天体。

IAU 进一步的决议：

依据上述的定义，冥王星是一颗矮行星，并且是新分类的海王星外天体中冥王星群的样板。

留下的争论

尽管定义已经被正式的认可，有些问题还是未能解决。定义看似随意撰写和纠缠不清，并且许多“支持冥王星是行星”的拥护者，包括NASA前往冥王星的探测新视野号任务的主持人艾伦·史腾（Alan Stern），串连了一批天文学家提出修改定义的请愿。他们的主要论点是：因为只有不到5%的天文学家投票支持新的定义，所以此一决定不足以代表全体天文学家的意见。 而即使排除了此一争议，定义之中仍然有含糊不清之处。

流体静力平衡

国际天文联会(IAU)的行星定义要求行星有足够的质量能以自身的重力达到流体静力平衡的状态，这意味着她们的形状要成为球形，如果不是，也要成为类球形。这种分别，与严格的球体相对，是基于太阳系内许多大天体的实情，像是木星和土星、米玛斯、恩克拉多斯、米兰达和古柏带天体妊神星 ，已经因为快速的自转或潮汐力的作用变形成为扁球形或长球形的类球体。然而，要决定在太阳系中的天体哪些是球状的或类球状的，似乎比定义更复杂。以数学的说法，类球体是由绕轴旋转的椭圆来规范的，必然的会有两根一样长的轴和另一根长一些或短一些的轴，他们似乎是在一个维度上被扭曲的球体(通过舒展或挤压)。于是，从其中一个轴的方向看是圆形，但从另外二个轴的方向看则是椭圆形。然而，所有的类球体都可能从某一个点看似有平滑的外观(形成圆或椭圆的截面)。对一个在地形学上被认定是不规则天体也可能只是估计的，可是，考虑这样的不规则性，就存在天体之间互相对比的定义了，像是这些在本质上是球体，但外观却是不规则的天体：海王星的卫星海卫八，他的边缘就没有显露出平滑的曲度。

如果仅使用数学的论述来定义球体，那么这些在太阳系中明显因遭受到折磨，而介于球状和不规则之间的天体，就像下面的表中的天体，该如何归类：

天体　直径 (公里)　质量 (10¹⁹ kg)　密度 (g/cm)*　形状

妊神星　~1960 × 1520 × 1000　420±10　2.6–3.3　椭球体

谷神星　975 × 909　95　2.08　类球体

灶神星　578 × 560 × 478　27　3.4　类球体

智神星　570 × 525 × 500　22　2.8　不规则

土卫二　513.2 × 502.8 × 496.6　10.8　1.61　类球体

健神星　500 × 385 × 350　10　2.76　不规则

天卫五　480 × 468.4 × 465.8　6.59　1.20　类球体

海卫八　436 × 416 × 402　5.0　1.3　不规则

土卫一　414.8 × 394.4 × 381.4　3.84　1.17　类球体

戴维达星（511 Davida）　326.1　3.6　2.0　不规则

英特利亚星（704 Interamnia）　316.6　3.3　2.0?　不规则

海卫二　340　3.1　?　不规则

婚神星　290 × 240 × 190　3.0　3.4　不规则