科普原創：太陽係的球形行星

除了八大，太陽係還有不少據自身重力作用發展成球狀天體，並且圍繞太陽運行的行星（排除了月亮）。這是行星的首要條件。行星還有另一個條件，就是在運行軌道內把其他天體吸引過來，合二為一。太陽係有一些天體隻滿足第一個條件，而不滿足第二個條件。我們稱他們矮行星。很明顯質量是個標準。所有矮行星的質量都比水星小（0.055個地球質量）。下圖是矮行星族譜。有的甚至大過被開除行星籍的冥王星。冥王星之所以被開除行星籍，也是因為不能滿足第二個條件。估計行星的質量門檻在1-5%地球質量。

1. 智神星（Ceres）



處於小行星帶。質量是地球的萬分之1。5。在智神星軌道上遺留的其他天體的總質量是智神星的3倍。科學界傾向智神星在以後的歲月裏是不會有能力清除貴大上的其他天體的。智神星的發現是出於數學推理。早期天文學者發現水金地火木土離太陽的距離呈現一個平方序列，即金星離太陽是水星的四倍，地球離太陽是水星的9倍。精確度達到驚人的小數點後兩位，比如智神星預測是1/9×25=2.77個天文單位，實際地點2.77個天文單位！當時在25倍距離的地方卻空空如也。隨著望遠鏡的發展，終於在那個距離發現了智神星。它的小質量從發現到現在都是一個神話課題。


2. 冥王星（Pluto）




質量是地球的千分之二，比月亮小一數量級。處於庫伯帶（2：3集群）。冥王星也是通過數學模型發現的。氣態大行星的軌道攝動計算導致了天王星和海王星的發現，但模型表明軌道外還有一顆大行星在施加重力作用。這個就是冥王星。計算表明冥王星的重力不足以解釋其他行星的攝動，一直推測冥外行星的存在。冥王星有一顆伴星（Charon），相對體積很大。質量中心在兩星的連線上。

3. Haumea



質量是地球的萬分之七，處於庫伯帶（7：12集群）。直徑2000公裏，重力5%。特別令科學界不解的是，Haumea有一個water ice的組成成分。water ice隻有在110K以上才能形成，而此星溫度是50K。至於water ice如何形成的，至今是謎。如果Haumea是最近才到達太陽係的，那麽這個就不是問題。

4. Makemake



質量是地球的萬分之七，處於庫伯帶（cubewano）。直徑1500公裏，重力4%。Makemake星等16，本來1930年就可以跟冥王星一起發現的。不過由於Makemake一直處於銀河背景中，淹沒在周圍的恒星光中，直到2005年被發現。

5. Eris



質量是地球的千分之三，處於庫伯帶外。直徑2350公裏，重力8%。Eris有個動聽的別名：Xena。是星等18.7。科學界至今不能理解的是Eris有大量甲烷，甲烷形成機製跟它的近地點的溫度不符。如果Eris是最近才到達太陽係的，那麽這個就不是問題。

6. Orcus



質量是地球的萬分之一，這個矮行星是跟冥王星同一軌道距離的，是冥王星不是行星的一個證據。直徑900公裏，重力3%。

7. Quaoar



質量是地球的萬分之二，這個矮行星跟Haumea同一天文距離。直徑1110公裏，重力3-4%。Quaoar是個重比重的天體，科學界猜測它曾經跟一個大天體相撞，導致星幔被剝離。

8。 OR10



質量不明，這個矮行星是Eris的軌道姐妹。直徑1280公裏。其他信息不明。

9. Sedna



質量是地球的萬分之1.5。這顆矮行星是太陽係邊界的守護者，屬於內奧拓星雲天體，即處於庫伯帶和奧拓星雲之間。軌道距離520天文單位。上圖那個核心是木星軌道範圍。直徑1000公裏，重力3%。公轉太陽一圈11400年。Sedna的直徑說明它最初的軌道應該是接近圓形。至於現在的長橢圓形，必定是受到了另一顆天體的引力吸引。這個可以是一顆還未發現的太陽係邊界的大行星，或者是一顆從周邊經過的恒星。

聲明，本薯不是天文專業，本文疏漏錯誤在所難免。小時候，本薯找到父親的一本藏書，《月亮是如何形成的》，剛開始以為是小說，看了以後愛不釋手。後來上中學了，錢包裏應該放女朋友照片的地方，放了一張行星參數表。嗬嗬。

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