ดาวเคราะห์และพลูโต? ดาวเนปจูน?

หากกฎข้อใดข้อหนึ่งในการเป็นดาวเคราะห์ก็คือว่ามันจำเป็นต้องล้างวัตถุทั้งหมดออกจากวงโคจรของพวกมันสิ่งนี้ทำให้เนปจูนไม่ใช่ดาวเคราะห์หรือไม่? เนื่องจากมันไม่สามารถล้างพลูโตได้ (และจากคำตอบจากกระดานฟิสิกส์, แถบไคเปอร์เปอร์) จากวงโคจรของมัน หรือกฎนี้ไม่ได้ใช้กับดาวเคราะห์จริงๆและเราควรต้อนรับพลูโตและดาวเคราะห์แคระอื่นอีกสองสามดวงในครอบครัวดาวเคราะห์ของเรา

ฉันตอบคำถามเดียวกันนี้ที่physics.SE ฉันได้เข้าร่วมเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่าย SE โดยเฉพาะเพื่อตอบคำถามที่ซ้ำกันนี้ที่ไซต์นี้

ชุมชนดาราศาสตร์เผชิญกับวิกฤตสองประการเกี่ยวกับสิ่งที่ถือเป็น "ดาวเคราะห์" ครั้งแรกในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 และไม่นานมานี้ในช่วงเริ่มต้นของศตวรรษที่ 21 วิกฤตครั้งแรกเกี่ยวข้องกับดาวเคราะห์น้อย วัตถุที่สองที่เกี่ยวข้องกับทรานส์เนปจูน วิกฤตทั้งสองท้าทายนักดาราศาสตร์ให้ตั้งคำถามว่า "ดาวเคราะห์" คืออะไร

1 Ceres, 2 Pallas, 3 Juno และ 4 Vesta ถูกค้นพบอย่างต่อเนื่องในช่วงทศวรรษแรกของศตวรรษที่ 19 ไม่มีองค์การดาราศาสตร์ระหว่างประเทศในช่วงเวลาของการค้นพบนี้ สหภาพดาราศาสตร์สากลจะไม่ถูกสร้างขึ้นอีกศตวรรษ แต่การกำหนดสิ่งที่ประกอบขึ้นเป็น "ดาวเคราะห์" ก็ตกอยู่ในปูมดาราศาสตร์ที่สำคัญเช่น Berliner Astronomisches Jahrbuch (BAJ) การค้นพบเหล่านั้นเมื่อต้นศตวรรษที่ 19 ได้รับการปฏิบัติเหมือนเป็น "ดาวเคราะห์" ที่เพิ่งค้นพบใหม่ สถานการณ์นี้ยังคงอยู่ประมาณ 40 ปี

ที่เปลี่ยนไปในปี 1845 ด้วยการค้นพบ 5 Astraea ในช่วงทศวรรษที่ 1850 รายการของวัตถุที่โคจรรอบดวงอาทิตย์เพิ่มขึ้นถึง 50 และในช่วงทศวรรษที่ 1860 รายการเพิ่มขึ้นเป็น 100 คำตอบของ BAJ และคนอื่น ๆ คือการลดระดับเซเรส Pallas Juno และ Vesta จากสถานะ planethood สถานะที่น้อยลงไม่ว่าจะเป็นดาวเคราะห์น้อยหรือดาวเคราะห์น้อย นักดาราศาสตร์ไม่ได้มีแนวคิดที่ชัดเจนเกี่ยวกับสิ่งที่ประกอบขึ้นเป็นดาวเคราะห์อื่นนอกเหนือจากที่พวกเขาควรจะมีขนาดใหญ่ เซเรสเป็นพวงที่ใหญ่ที่สุดมีขนาดไม่ใหญ่มาก ผลลัพธ์สุดท้ายของการค้นพบทั้งหมดนี้เริ่มต้นในปี 1845 คือดาวเคราะห์น้อยสี่ดวงแรกที่ค้นพบได้ถูกลดระดับลงจากสถานะเป็นแผนที่ของดาวเคราะห์

วิกฤตที่สองเริ่มต้นในปี 1992 โดยมีการค้นพบ (15760) 1992 QB 1 ในปี 2549 จำนวนวัตถุทรานส์เนปจูนเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ สิ่งเหล่านี้เป็น "ดาวเคราะห์" หรืออย่างอื่นใช่ไหม นักดาราศาสตร์บางคนโดยเฉพาะอลันสเติร์นต้องการให้คำว่า "ดาวเคราะห์" นั้นครอบคลุมอย่างยิ่ง นักดาราศาสตร์ส่วนใหญ่หยุดชะงักที่ความคิดนี้

ขัดแย้งมันคืออลันสเติร์นตัวเองพร้อมกับฮาโรลด์เลวิสันซึ่งเป็นเกณฑ์สำคัญของ "การกวาดล้างเพื่อนบ้าน" ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของสิ่งที่ IAU เห็นว่าเป็น "ดาวเคราะห์" บทความStern and Levisonของพวกเขา"เกี่ยวกับเกณฑ์สำหรับ planethood และเสนอแผนการจำแนกดาวเคราะห์" ไฮไลท์ของดาราศาสตร์ 12 (2002): 205-213แนะนำให้แยก "ดาวเคราะห์" ออกเป็นสองประเภท "überplanet" (Mercury, Venus, Earth, ดาวอังคาร, ดาวพฤหัสบดี, ดาวเสาร์, ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน) และ "unterplanet" (พลูโต + ชารอน, เอริส, เซเรส, เซดน่าและโฮสต์ของผู้อื่น)

สเติร์นค่อนข้างหน้าซื่อใจคดเมื่อเขาโวยวายว่าไม่มีขอบเขตที่ชัดเจนระหว่าง "ดาวเคราะห์" และ "ดาวเคราะห์แคระ" ขอบเขตมีขนาดใหญ่มากและสเติร์นรู้เรื่องนี้ อัตราส่วนของกำลังสองของมวลวัตถุต่อรัศมีการโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นกุญแจสำคัญในการพิจารณาว่าวัตถุสามารถล้างขยะส่วนใหญ่จากบริเวณวงโคจรของวัตถุได้หรือไม่ มีความแตกต่างของลำดับที่ห้าระหว่างดาวเคราะห์ที่เล็กที่สุดกับดาวเคราะห์แคระที่ใหญ่ที่สุดในแง่ของอัตราส่วนนี้ ลำดับความแตกต่างของขนาดห้านี้แสดงให้เห็นอย่างเด่นชัดในบทความนั้นโดย Stern และ Levison

ข้อแตกต่างระหว่างข้อเสนอโดย Stern และ Levison เทียบกับ IAU ที่ได้รับการโหวตคือ Stern และ Levison ต้องการที่จะระบุวัตถุหลายร้อยชิ้น ในทางกลับกัน IAU เลือกที่จะกำหนดวัตถุเหล่านั้นเป็นคำว่า "ดาวเคราะห์" และ "ดาวเคราะห์แคระ" นี่สอดคล้องกับวิธีที่นักดาราศาสตร์จัดการกับวิกฤตครั้งแรก ดาวเคราะห์ควรจะ "ใหญ่" สเติร์นและเลวีสันจัดเตรียมกระสุนที่จำเป็นเพื่อแยกแยะขนาดใหญ่จากไม่ใหญ่มาก

มีความขัดแย้งในเรื่องนี้จริง ๆ (ภายใน IAU?) ดร. อลันสเติร์น (นำไปสู่ภารกิจอันไกลโพ้นใหม่) ยกตัวอย่างเช่นชี้ให้เห็นว่า "กฎนี้ไม่สอดคล้อง" (เช่นดูการโหวตของดาวพลูโตที่ถูกแย่งชิงในการประท้วง ) ไม่เพียง แต่เนปจูนไม่ได้เคลียร์เส้นทางของมันเท่านั้น แต่ยังมีโลก, ดาวอังคารและดาวพฤหัสบดีอีกด้วย ดาวพฤหัสบดีมีชุดดาวเคราะห์น้อย (โทรจัน) ซึ่งตามวงโคจรเดียวกัน (ในจุดลากรองจ์จุด L4 และ L5)

บางทีความหมายควรจะปรับให้รวมเฉพาะวัตถุเหล่านั้นเป็นดาวเคราะห์ในระบบสุริยจักรวาลที่มีการล้างวัตถุทั้งหมดจากเส้นทางของพวกเขายกเว้นวัตถุที่อยู่ในวงโคจรกับดาวเคราะห์

วัตถุเรโซแนนท์เป็นวัตถุเหล่านั้นที่มีจุดที่เกี่ยวข้องกับช่วงเวลาของดาวเคราะห์โดยปันส่วนของ "จำนวนเต็มขนาดเล็ก" ดาวพลูโตมีการกำทอนด้วยเนปจูนที่ 2: 3 ซึ่งหมายความว่าสำหรับทุก ๆ สองวงโคจรที่เสร็จสมบูรณ์โดยดาวพลูโตดาวเนปจูนจะเสร็จสมบูรณ์สามวงโคจรด้วยผลที่ดาวเนปจูนและดาวพลูโตไม่เคยเข้ามาใกล้พอสำหรับดาวเนปจูนเพื่อล้างดาวพลูโตจากวงโคจรของมัน

ในกรณีของดาวเคราะห์น้อยโทรจันเสียงสะท้อนคือ 1: 1 โทรจันนั้นอยู่ทั้ง 60 °ที่ด้านหน้าหรือด้านหลังของดาวพฤหัสบดีและดังนั้นจึงไม่เคยเข้าใกล้ดาวพฤหัส

IAU ล้มเหลวที่จะเข้าใจว่าแนวคิด "ดาวเคราะห์" เป็นแนวคิดทางวัฒนธรรมไม่ใช่แนวคิดทางวิทยาศาสตร์ไม่ได้อีกต่อไป แน่นอนว่าไม่มีคำจำกัดความทางวิทยาศาสตร์ที่ชัดเจนระหว่างดาวเคราะห์และสิ่งที่ไม่เป็น ดาวพุธและดาวพฤหัสบดีในหมวดหมู่เดียวกัน? ใช่ใช่ราวกับว่าจะอธิบายสิ่งที่เรากำลังพูดถึงเมื่อเราใช้คำว่า "ดาวเคราะห์"!

พลูโตถูกค้นพบในปี 2473 หลังจากนั้นดาวเคราะห์ก็เป็นจุดในท้องฟ้า ตั้งแต่นั้นมาความรู้ของเรามีความก้าวหน้า IAU ควรตัดสินใจแล้วว่ามีดาวเคราะห์ 9 ดวงที่ค้นพบในวัฒนธรรมประวัติศาสตร์ของเรา และตอนนี้เราค้นพบวัตถุมากมายซึ่งเหมือนกับดาวเคราะห์บางดวง พลูโตด์อีกตัวที่นี่, จูเปตอยด์ตรงนั้น แต่มีดาวเคราะห์เพียง 9 ดวงในจักรวาลทั้งหมดเพราะ "ดาวเคราะห์" เป็นแนวคิดทางวัฒนธรรม

ตอนนี้สิ่งที่เราจะเรียกเซเรส? มันไม่ใช่ดาวเคราะห์ไม่ใช่ดาวเคราะห์น้อยไม่ใช่ดาวเคราะห์พลูโต เรากลับมาในปี 1801 หรือไม่

และเรียกว่า "ดาวเคราะห์นอกระบบ" พวกมันเป็นดาวเคราะห์จริงๆหรือ เราจะรู้ได้อย่างไรว่าพวกเขากำจัดวงโคจรของพวกเขาแล้ว? IAU จึงควรตัดสินใจแบ่งพวกเขาเป็น "exodwarfplanets" ไม่มีดาวเคราะห์นอกระบบยืนยันแล้ว

สตริงตาม IAU ที่สับสนนานเท่าใด