矮行星

矮行星，但其吸積能力未能清除鄰近軌道上的小行星和其它小天體。就太陽系而言，矮行星是國際天文學聯合會在2006年8月透過環繞太陽天體的三種分類定義的一部分，導致新增加了發現的比海王星離太陽更遠的天體，其大小足以和冥王星匹敵，並且最後質量超過冥王星的天體，例如鬩神星。2006年，在國際天文學聯合會的行星定義上決議將矮行星排除在外，對此學界評價兩極。天文學家麥克·布朗認為這是正確的決定，而他是鬩神星和其它新矮行星的發現者。但拒絕接受這樣定義的阿蘭·斯特恩，卻是在1991年4月創造矮行星這個名詞的天文學家。國際天文學聯合會目前承認的矮行星有5顆：穀神星、冥王星、妊神星、鳥神星、鬩神星。布朗批評官方的認可：「一個理性的人可能會認為，太陽系裡面只有5顆符合IAU定義的已知矮行星，但這些理性的人將無從修正。」在另一份有數百顆已知的天體列在其中的清單，被懷疑都是太陽系的矮行星，估計在完整的探索過整個古柏帶之後，可能會發現200顆矮行星，而在探索過古柏帶以外的區域後，矮行星的總數可能超過10,000顆。個別的科學家認定的還有一些，麥克-布朗在2011年8月發表的清單中，從幾乎可以肯定到有可能是矮行星，就有390顆候選天體。布朗目前標示的11顆已知天體 －除5顆是已經被IAU認可的之外，還有共工星、創神星、塞德娜、亡神星、(307261) 2002 MS4和小行星120347—是「幾乎可以確定」的，另外還有12顆是極有可能的。斯特恩也指出還有十多顆已知的矮行星。然而，只有兩顆天體——穀神星和冥王星有足夠詳細的觀測資料可以確定它們符合國際天文學聯合會的定義。國際天文學聯合會亦接受鬩神星是矮行星，因為它比冥王星更大。他們附帶決議尚未命名的海王星外天體，它們的絕對星等必須大於 +1，就會據以假設是矮行星來命名。目前，只有鳥神星和妊神星是依據這個程式被承認是矮行星。國際天文學聯合會還沒有討論其它可能是矮行星天體的相關問題。在其它行星系統的分類中，並未列出矮行星的特徵。歷史的概念.發現穀神星和其它天體，幾十年間它們都被認為是行星。大約在1851年間，這些天體的數量達到23顆，天文學家開始改用小行星這個字眼來稱呼這些體積較小的天體，並且不再以行星命名與將它們歸類為行星。在1930年發現了冥王星，多數的科學家都認為太陽繫有9顆行星，再加上數以千計值得注意的小天體。大約有50年的時間，冥王星被認為比水星大。但是，在1978年發現冥王星的衛星夏戎，使冥王星的質量可以精確地被測量出來，確定它遠遠的比最初估計的小。它的質量只有水星的廿分之一，使得冥王星成為最小的行星。然而，它的質量依然超過主小行星帶最大的天體，穀神星的10倍，大約是地球的衛星——月球——的六分之一。此外，它還有一些不尋常的特性，如大的軌道離心率和軌道傾角，這很明顯地使它完全不同於其它的行星。在1990年代，天文學家開始在冥王星所在的空間區域被提出來。顯然，如果不重新分類冥王星，它們也將被歸類為行星。天文學家也發現有更多和冥王星一樣大的天體，如果冥王星還是一顆行星，那麼行星的數量將會大幅增長。鬩神星所提出，他提出一個折衷的分類方案，將那些夠大可以成為球體，但不能清空軌道附近其他物質的天體，分類為微行星。先從清單中刪除了冥衛一，新的提案也刪除了冥王星、穀神星和鬩神星，因為它們都未能清除軌道附近的其他天體。國際天文學聯合會最後的決議是在保留5A提案軌道環繞太陽的三類天體系統。他們是：國際天文學聯合會 ... 決定行星和其它天體，除了衛星，在我們的太陽系以下列方式的定義分為三類：(1) 行星1是符合以下條件的天體：能夠清除在軌道附近的小天體。(2) 「矮行星」是符合以下條件的天體：不是一顆衛星。(3) 除衛星之外，所有軌道環繞著太陽的其它天體3都屬「太陽系小天體」。雖然關係到其它恆星的行星分類，這個議案未解決問題；取代的是等到觀察到這類天體時再研議。在矮行星的探測方面，截至目前，共有兩具探測器成功近距離的觀察並研究矮行星：2015年3月6日，曙光號探測器進入了環繞穀神星的軌道，成為第一艘環繞矮行星的航天器。同年7月14日，新視野號探測器飛掠冥王星系統。名稱.矮行星這個名詞本身就有些爭議，它意味著這些天體就像矮星是恆星一樣，骨子裡還是一顆行星；這是提升了斯特恩當初為太陽系創造這個名詞的概念。更早的名詞planetoid，但沒有取得共識而未能做出改變。在多數的語言中，都以等效的術語來翻譯英文--中的「dwarf」：如法文--、西班牙文--、德文--、俄文--、阿拉伯文--‎、中文--、韓文왜소행성、越南文--等等。例外的則有日文的--；羅馬化：jun'wakusei）和拉丁文的--，後者是--的小稱，也暗喻比行星少了一些東西。國際天文學聯合會在2006年的6A決議案中，認可冥王星是海王星外天體新的一族的原型。此型別的確切名稱與性質當時沒有指定，但留給國際天文學聯合會在稍後依據先前辯論達成的決議去討論，對這個類別的建議有類冥天體，並且定義為：所有在海王星外的矮行星都是類冥矮行星。部分原因是電子郵件的溝通不順暢，行星系統命名工作小組並未參與此一名稱的選擇。事實上，行星系統命名工作小組後來表決拒絕使用這個特定的名詞，並且這個名詞在天文學家之間也很少被使用。特性.軌道優勢.阿蘭·斯特恩和哈羅德·利維森。在斯特恩的模型中，此引數的值與質量的平方成正比，與週期成反比。這個值可以用來估計天體清除鄰近軌道天體的能力。若Λ &gt; 1，最終就能清除。在最小的類地行星和最大的古柏帶天體之間，Λ的數值差距達到5個數量級 。使用這個引數，史蒂芬·索特來表示，它描述一個軌道區域被清除程度的實驗數值，µ的計算是以候選天體的質量除以共享其軌道的其它天體的總質量。µ的值大於100，就認為軌道能夠被清除。還有幾種其它方案試圖區分行星和矮行星，但是2006年的定義使用的是索特的觀念。流體靜力平衡.當天體有足夠的質量，由本身的萬有引力，造成足夠的內部壓力，使天體因塑性變形有足夠的可塑性而將表面撫平，這個過程稱為引力弛緩。小於幾公里的物體不是由萬有引力主導往往有不規則的形狀。較大的物體，萬有引力較顯著，但尚未達到主導的地位，會呈現馬鈴薯般的形狀；隨著質量越來越大，它的內部壓力逐漸升高，而外型也就越來越渾圓；直到壓力足以克服其內部的抗壓強度，他就達到流體靜力平衡。在這一點上，天體的形狀會儘可能地趨近球體，但是受到自轉和潮汐的影響，他的形狀會是橢球體。這是一顆矮行星最起碼的定義。當一個天體處於流體靜力平衡時，覆蓋其全球的液體會形成一致的液體表面，僅有區域性會有像是坑洞或裂縫等小規模的表面特徵。如果天體沒有轉動，它會是一個球體；而它轉動得越快，它就變得越扁圓形，或是橢球體。然而，如果這種旋轉的天體是被加熱直到它融化，它整體的形狀也會如同液體，不會有其它變化。處在流體靜力平衡但不是球體的極端例子就是妊神星，它的長軸是其極軸的兩倍長。如果天體有質量接近的伴星，潮汐力就會產生影響，將它扭曲成長橢球體。一個例子就是木星的衛星艾歐，潮汐加熱的效應使它成為太陽系內有著最活耀的火山。潮汐力也會造成天體的旋轉逐漸成為潮汐鎖定的狀態，會永遠以相同的一面朝向它的伴星。一個極端的例子就是冥王星和夏戎的系統，這兩個天體是相互潮汐鎖定的。地球的衛星，月球也是潮汐鎖定的，許多氣態巨行星的小衛星也都被潮汐鎖定。國際天文學聯合會沒有限定矮行星質量和大小的上限和下限，因此一個天體的質量和大小即使都超過水星，若無法清除鄰近的小天體，那麼仍會被歸類為矮行星。下限是要求達到流體靜力平衡的形狀，但達到此一形狀的大小和質量取決於其組成和熱歷史。國際天文學聯合會2006年決議的原草案有將流體靜力學平衡重新定義，限制「適用於質量高於5×1020kg且直徑大於800 km的天體」，但在最終定稿時未被保留。依觀測的經驗顯示，下限取決於天體的組成和熱歷史。對一個固體的矽酸鹽，像是石質小行星，要轉換成流體靜力平衡的直徑大約為600公里，並且質量大約是3.4×1020 kg。若是一個剛性較弱的冰質小行星，其下限大約在直徑320公里和質量1019 kg。在小行星帶，穀神星是唯一明顯超越此一石質下限的，並且它的形狀是平衡的球體。然而，岩石的智神星和灶神星剛好都低於下限。智神星的直徑在525-560公里，質量在1.85–2.4×1020 kg，形狀"近似球形"但還是有些不規則。灶神星的直徑是530公里，質量2.6×1020 kg，主要是由於其極大的撞擊盆地，使其偏離了橢球體的形狀。大小與形狀.在對矮行星這一概念進行辯論時，被認為達到流體靜力學平衡的最小冰質天體是土衛一大得多，但這些研究結果並沒有被納入針對矮行星定義的討論當中。矮行星和可能的矮行星.許多海王星外天體被認為有冰的核心，因此只要達到400公里的直徑 －質量大約也只是地球的3%s－ 就能輕易的達到重力平衡的狀態 在2015年1月，大約有150顆已知的海王星外天體被認為可能是矮行星，不過都只是用這些天體粗略估計的直徑為依據。一個團隊研究了其中的30顆，認為在最終古柏帶將會有約200顆的矮行星，而在這之外的數量會數以千計。國際天文學聯合會迄今只認證了5顆矮行星：穀神星、冥王星、鬩神星、妊神星和鳥神星。穀神星和冥王星是直接透過觀測認證的。鬩神星是因為它的質量比冥王星更多，而妊神星和鳥神星是因為它們的絕對星等而獲得認證。距離太陽從近至遠排列，這5顆分別是：邁克·布朗認為另外還有6顆海王星外天體幾乎肯定將是矮行星，它們的直徑接近或是超過900公里。這些天體是：貢薩洛·坦克雷迪等人已建議IAU接受亡神星、塞德娜和創神星為矮行星。另外，坦克雷迪還把(20000) 伐羅那、(28978) 伊克西翁、2003 AZ84、2004 GV9及2002 AW197歸類為矮行星。布朗的清單中也列入了這些天體，但判斷為"非常可能"。延伸的矮行星候選表詳細的列出這兩位天文學家推薦的矮行星。灶神星，看似接近球體，在小行星帶中是繼穀神星之後質量最大的小行星。偏離球體的原因是在凝固之後大規模的撞擊，形成了雷亞希爾維亞盆地和維納尼亞盆地兩個撞擊坑；此外，它三軸的尺寸也不符合流體靜力平衡。崔頓被認為是遭到海王星捕獲的矮行星。菲比也是被捕獲的天體，像灶神星一樣，也沒有達到流體靜力平衡，但在其發展早期可能曾經處於流體靜力平衡狀態。探測.在2015年3月6日，曙光號成為第一艘環繞穀神星的太空船，開始在軌道上探測這顆矮行星。在2015年7月14日，新視野號太空船飛掠過冥王星和它的五顆衛星。曙光號之前還先探測了灶神星；卡西尼號不久前也探測了菲比；航海家2號也探測過崔頓。這三顆都被認為以前可能是矮行星，對它們的探測有助於研究矮行星的演變。爭議.IAU在定義矮行星之後，一些科學家發聲對此決議案表示反對。表示方法包括汽車保險槓貼紙和T恤等。鬩神星的發現者米高·E·布朗認同把行星數目降至八的做法。美國太空總署宣佈將會採用IAU所設下的新指引。不過，冥王星探測飛船新視野號的任務總監阿蘭·斯特恩卻反對IAU對行星的新定義。他認為，不應該把非行星天體稱為矮行星，也不應該用軌道屬性，並把兩者都視為行星。行星質量的衛星.已知有19顆衛星有足夠的質量可以自身的引力弛豫成為球體，而且其中有7顆比鬩神星或冥王星還要大。它們在體態上與矮行星相同，但因為它們的軌道不是繞著太陽，所以它們不是矮行星。這7顆比鬩神星還要大的衛星是月球、木星的4顆伽利略衛星就是行星、質量和天體三個單字的複合詞。在IAU的行星定義的決議草案，考慮到冥王星和夏戎既滿足了矮行星的質量和形狀的要求，又圍繞著一個介於兩者之間的共同質心運轉，因此被視為矮行星的聯星系。國際天文學聯合會目前認定夏戎不是矮行星，只是冥王星的衛星。但是依據這種想法，在稍後的日子，夏戎有可能為自身的條件而成為一顆矮行星。質心的位置不只是取決於天體相對的大小，也與它們之間的距離有關；例如，木星和太陽軌道的質心就在太陽之外。相關條目.