冥王星遭降級20年，行星定義依舊成謎

在隨後的幾十年裡，望遠鏡在太空中發現了愈來愈多奇特的天體──例如 CD-35 2722 周圍這種三階層的系統──讓問題變得更加棘手。面對如此繁雜的天體類型，許多研究人員仍抱持希望，期待最終能找出一個簡單明瞭的方法，來界定什麼是行星、什麼不是行星。

「在其他領域中，科學家都已經定義好工作所需的術語，」加州大學洛杉磯分校的天文學家尚—呂克．馬爾戈（Jean-Luc Margot）說：「我們知道什麼是三角形，也知道什麼是病毒。最讓我驚訝的是，天文學家竟然一直沒有為『行星』這個詞想出一個精確的定義。」

冥王星如何成為行星──又如何成為矮行星

在人類歷史的大部分時間裡，行星只不過是天空中軌跡與其他恆星不同的明亮光點。我們現代使用的詞彙源自古希臘語 planētēs，意思是「漫遊者」。在 1600 年代初期望遠鏡問世後，科學家才意識到這些漫遊者其實和我們的地球一樣，是繞著太陽運行的天體。 他們甚至找到了肉眼看不見的新行星：1781 年的天王星，以及 1846 年的海王星。

美國天文學家克萊德．湯博（Clyde Tombaugh）在 1930 年發現了一個遙遠的光點，讓冥王星成為太陽系中較晚加入的行星成員。將近一個世紀以來，教科書上都說太陽系有九大行星。但在千禧年交替之際，天文學家開始意識到冥王星並不孤單，因為在名為柯伊伯帶（Kuiper Belt）的區域裡，有成千上萬個冰凍碎片與它一同運行。

2005 年，天文學家將觀測儀器指向冥王星外更遠之處，發現了一個直徑略小於冥王星、但質量卻大約多出25%的冰凍天體。研究人員深知這會帶來什麼麻煩，便以紛爭與不和女神之名，將它命名為「鬩神星」（Eris）。天文學界面臨了一場兩難：該把鬩神星歸類為行星嗎？這對柯伊伯帶中其他冰冷的天體代表什麼？行星身分的劃分標準到底在哪裡？

為了劃分界線，身為這類事務仲裁者的國際天文聯合會在捷克布拉格舉行的第 26 屆會員大會上提出了一項決議，根據以下標準定義行星：它必須繞著太陽運行、必須呈球形，而且必須夠大，重力足以清空軌道附近的其它天體，例如小行星和類似的岩石碎片。該決議隨後獲得通過，隨之獲准的還有另一項為冥王星及相關天體創設「矮行星」新分類的決議。

這項決定引發了大眾的強烈抗議。七歲的小孩寫下憤怒的信件寄給天文館；直到今天，甚至有些專業研究人員仍對這顆曾經位居太陽系第九順位的天體心存偏愛。

「你在學校會學到太陽系有九大行星，而最後一顆就是冥王星。」智利迪亞哥波塔萊斯大學天文物理學家愛麗絲．祖爾洛（Alice Zurlo）說。當年投票表決時，她還是一名大學生。雖然她接受了最終結果，「但我還是覺得難過。對我而言，冥王星永遠都是一顆行星。」

更嚴重的是，這個定義本身也存在問題。首先，它將範圍侷限於太陽，把科學家在其他恆星周圍發現的約 6000 個行星排除在外。2018 年，國際天文聯合會為系外行星採納了一套獨立的工作定義，規定它們必須繞恆星、棕矮星或白矮星等恆星殘骸運行。它們的質量必須小於木星的 13 倍，且不大於母恆星質量的二十五分之一。最後，它們同樣必須具備足夠的重力主導權來清空附近的物體。

天文學家對這兩項定義的結果仍然爭論不休。有些人認為 13 倍木星質量的上限太過死板，另有人則認為最後一個條件過於模糊。「就連地球或木星都沒有清空它們的軌道。」美國航太總署（NASA）戈達德太空飛行中心（Goddard Space Flight Center）的行星科學家拉維．庫馬爾．科帕拉普（Ravi Kumar Kopparapu）說：「畢竟，在這兩顆行星的軌道上或附近都可以找到許多小行星。」

天文臺也偵測到挑戰這些定義的天文奇特現象。例如，誕生於恆星周圍、但後來被重力彈出而在太空中飄流的「流浪行星」（rogue planets）。木星質量雙星天體（JuMBOs）則是成對互繞的巨大星球，科學家仍在爭論它們究竟算是行星，還是可能形成的最小棕矮星。

學界對此並未達成共識。「我們確實可以依循國際天文聯合會的定義，但我認為沒人真心支持它，」智利迪亞哥波塔萊斯大學博士生凱文．麥可．霍伊（Kevin Michael Hoy）說：「隨著我們發現更多行星，邊界也變得愈來愈模糊。」

那不是衛星──它是系外衛星？

走進這場混亂的焦點：CD-35 2722。這顆恆星位於天鴿座，距離地球約 73 光年遠，天文學家在 2011 年發現了它的棕矮星伴星。由於這顆棕矮星的軌道極長，它與紅矮星之間的距離，有時會拉開到日地距離的數百倍之遙。正因如此，我們得以透過儀器辨識出主星旁那顆微小的棕矮星光點，也讓這裡成為搜尋其他天體的絕佳試驗場。

從 2023 年開始，祖爾洛、霍伊和他們的合作者將智利甚大望遠鏡（Very Large Telescope）對準這顆棕矮星，並進行了多年的觀測。觀測結果逐漸顯示這顆棕矮星正以穩定的週期微微晃動，證明它正受到某個較小天體的重力牽引。「一開始我簡直不敢相信。」祖爾洛說。

但收集到的數據愈多，訊號就愈清晰，證實這顆棕矮星周圍確實有個木星大小的天體繞行。接著，研究團隊必須替這個新發現命名。他們最初採用「系外月球」（exomoon）一詞，以呼應系外行星的概念，畢竟許多研究人員正競相成為第一個發現月球級衛星的人。然而，在經歷內部討論與同儕反彈後──大家對於把木星大小的天體稱為「月球」感到抗拒──他們最後改用「系外衛星」（exosatellite）來定名。

「這只是個權宜之計，免得叫它『月球』會惹惱一票人，」該團隊論文的第一作者霍伊說：「同時也避免惹毛那些如果我們叫它『行星』就會抓狂的人。 」

不過他坦言，這個稱呼可能只是過渡措施，直到學界決定好該如何稱呼一個繞著棕矮星、而棕矮星又繞著恆星運行的巨大天體。在葡萄牙最近舉辦的一場系外行星會議上，他對一百多位天文學家進行了民調：5% 的人認為他發現的天體是月球，20% 的人認為它是行星，大約 60% 的人則偏好第三種分類：系外衛星。 

重新定義行星

行星與系外行星的界線至今未明。馬爾戈試圖釐清「天體必須具備足夠重力以清除軌道周圍」到底是什麼意思。2024 年，他和兩位同事開發出一套公式，能依據天體質量與其和主星的距離來量化這項指標。他們的提案並非要求軌道上連一粒微塵都不剩，而是要找出那些終究能憑藉足夠重力，把周遭對手全都撞開的天體。 

將他們的計算套用到太陽系的天體上，可以看出水星、木星這類天體與冥王星、鬩神星等天體之間存在著明顯的界線，直接用量化方式把行星和那些還稱不上是行星的天體劃分開來 。根據他們的標準，所有已知的系外行星也都算做行星（馬爾戈表示，CD-35 2722 周圍的系外衛星也是如此）。不過，流浪行星和木星質量雙星天體就不算，因為它們並不繞著恆星、棕矮星或恆星殘骸運行。

2024 年在南非開普敦舉行的國際天文聯合會會員大會上，馬爾戈和他的合作者曾提議採納這項定義，但官方未予採納，或許是擔心重蹈當年因冥王星降級而引發混亂的覆轍（「事情都過20年了，但領導階層心裡可能還是有陰影。」他說）。研究人員目前仍在評估，是否要在 2027 年於義大利羅馬舉行的會員大會上再次提案。

科學靠著分類運作，區分此物與彼物。這或許解釋了為什麼這個議題總能引發如此激烈的討論，而科學界又遲遲無法給出定論。「每當天文學家發現新事物時，專家與大眾的第一個問題往往都是：『這是一顆行星嗎？』」馬爾戈說：「如果我們沒有一個令人滿意的定義，就無法回答這個問題。」

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