2006年,冥王星的名字被人们移出了行星的名单。事隔10年之后,也就是2016年1月,美国加州理工学院发现第九大行星可能存在的证据,人们再次针对冥王星到底是不是行星进行了讨论:国际天文联合会(IAU)在2006年重新定义了行星,冥王星被取消了行星资格,降为“矮行星”,全世界的教科书都为之改写了。也就是说,以前我们在课本中学到的关于冥王星是行星的认知,全部被推翻了。可是,冥王星为什么不是行星呢?它为什么会被开除出行星呢?
这个影响深远的决定并不是心血来潮,冥王星的行星地位自从发现以来就饱受质疑。19世纪40年代,奥本·勒维耶分析天王星轨道摄动后发现了海王星,这颗行星被誉为“在笔尖上发现的行星”。但海王星的观测位置与理论位置仍不完全相符,人们因此推测这是受另一颗行星摄动的结果。于是从上一个世纪之交开始,搜寻海王星之外的“X行星”就受到了天文学界的关注。终于在1930年,美国天文学家克莱尔·汤博发现了一颗新行星,并命名为“冥王星”。
九大行星图
可令人失望的是,冥王星的质量远不如人们希望的那样大,它在1931年被估计为地球质量的1倍,1948年减少到0.1倍,1976年再缩小到0.01倍,两年后又缩小了一半。而且,冥王星的轨道离心率和轨道倾角也大得出奇,相比其他八大行星同心圆般的轨道,它的轨道完全不在同一个平面上。看来,冥王星质量小又特立独行,难当“X行星”的大任。直到20世纪80年代,人们仍在寻找真正的X行星。
到1989年,航海家2号飞掠海王星时传回的数据表明,我们一直以来都夸大了海王星的质量,经过这一修正,海王星的理论位置与观测位置完全吻合,不再存在摄动,X行星失去了存在的必要,但对冥王星身份的质疑却更加强烈了。
随着观测技术的进步,我们从20世纪90年代起在海王星轨道之外发现了越来越多的天体,许多都与冥王星相差不大,都有着又扁又倾斜的轨道,特别是在2005年1月,我们发现了体积比冥王星稍小而质量比冥王星略大的阋神星。这些遥远的天体明显与冥王星关系密切,称为“类冥天体”,而与传统上的八大行星相去甚远。
正是在这些新发现的天体的背景下,国际天文联合会才在2006年重新定义了行星:除了直接环绕恒星公转以外,行星还必须有足够的引力使自身成为球体,并且扫清轨道上的其他天体。满足前两点而不能满足第三点的天体则称为“矮行星”,只满足第一点的统称为“太阳系小天体”。
根据这一定义,第一批确定的矮行星包括了冥王星和近年发现的阋神星、鸟神星和妊神星,而谷神星作为最大的小行星也令人意外地列入其中,它们的质量加起来也只有月球的一半左右。除了这5颗正式公布的矮行星以外,还有许多尺寸较大的天体也被视作矮行星的候选者,比如冥卫一、赛德娜、亡神星、创神星、潫神星等,共计200多颗,来自太阳系内多个不同的区域。据估算,太阳系内尚未发现的矮行星可能要超过1万颗。
上述列表便是半径大于400千米的候选矮行星,但这也引出了许多争议,比如谷神星在成分和演化上与其他四者明显不同却被归为同类,而与谷神星相同起源的大多数小行星被分为“太阳系小天体”,这一定义会令小行星与矮行星的概念含混不清。然而小行星分布极其广泛,的确与熄火彗星、奥尔特云天体、柯伊伯带天体等难以区分,要想对太阳系内所有天体都做出清晰的分类绝非区区几代人所能实现。于是在2011年发往冥王星的新视野号任务中,冥王星仍被总监阿兰·施特恩称为行星。