ดาวเคราะห์คืออะไร

Send

ความเข้าใจของมนุษยชาติเกี่ยวกับสิ่งที่ก่อตัวดาวเคราะห์นั้นเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา ในขณะที่จอมเวทและนักวิชาการที่โดดเด่นที่สุดของเราเคยเชื่อว่าโลกนี้เป็นแผ่นแบน (หรือซิกแซ็กหรือลูกบาศก์) พวกเขาค่อย ๆ เรียนรู้ว่ามันเป็นทรงกลมจริง และในยุคสมัยใหม่พวกเขาก็เข้าใจว่าโลกเป็นเพียงหนึ่งในดาวเคราะห์หลายดวงในจักรวาลที่รู้จัก

และความคิดของเราเกี่ยวกับสิ่งที่ก่อตัวดาวเคราะห์ยังคงพัฒนา เพื่อให้เข้าใจง่ายคำจำกัดความของดาวเคราะห์ของเรานั้นขึ้นอยู่กับกรอบอ้างอิง นอกเหนือจากการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่ผลักดันขอบเขตของสิ่งที่เราคิดว่าเป็นเรื่องปกติแล้วนักดาราศาสตร์ยังค้นพบวัตถุใหม่ในสวนหลังบ้านของเราเองซึ่งบังคับให้เราต้องจัดทำแผนการจำแนกประเภทใหม่

ประวัติคำศัพท์:

สำหรับนักปรัชญาและนักวิชาการโบราณสุริยะดาวเคราะห์เป็นตัวแทนของบางสิ่งที่แตกต่างไปจากที่พวกเขาทำในวันนี้ หากปราศจากความช่วยเหลือจากกล้องโทรทรรศน์ดาวเคราะห์ดูเหมือนว่าจะเป็นดาวฤกษ์ที่สว่างมากซึ่งเคลื่อนที่เมื่อเทียบกับดาวพื้นหลัง บันทึกที่เก่าแก่ที่สุดเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ที่ทราบกันมาตั้งแต่สมัยก่อนคริสตศักราช 2 พันปีซึ่งนักดาราศาสตร์ชาวบาบิโลนวางรากฐานสำหรับดาราศาสตร์ตะวันตกและโหราศาสตร์

สิ่งเหล่านี้รวมถึงแท็บเล็ต Venus ของ Ammisaduqa ซึ่งจัดหมวดหมู่การเคลื่อนไหวของ Venus ในขณะเดียวกันแท็บเล็ต BCE MUL.APIN ในศตวรรษที่ 7 ได้วางการเคลื่อนไหวของดวงอาทิตย์ดวงจันทร์และดาวเคราะห์ที่รู้จักในช่วงปีนี้ (ดาวพุธดาวศุกร์ดาวอังคารดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์) แท็บเล็ต Enuma anu enlil ซึ่งจัดทำขึ้นในช่วงคริสตศักราชในศตวรรษที่ 7 เป็นกลุ่มของลางบอกเหตุทั้งหมดที่กำหนดให้ปรากฏการณ์ทางท้องฟ้าและการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์

นักดาราศาสตร์ได้นำแนวคิดใหม่ของดาวเคราะห์มาเป็นวัตถุที่โคจรรอบโลก ในขณะที่บางคนสนับสนุนระบบ heliocentric - เช่นนักดาราศาสตร์ BCE ในศตวรรษที่ 3 Aristarchus ของ Samos และนักดาราศาสตร์ BCE ในศตวรรษที่ 1 Seleucus แห่ง Seleucia - มุมมองทางภูมิศาสตร์ของจักรวาลยังคงเป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวางที่สุด นักดาราศาสตร์ก็เริ่มสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อทำนายการเคลื่อนไหวของพวกเขาในช่วงเวลานี้

สิ่งนี้เกิดขึ้นใน CE ศตวรรษที่ 2 พร้อมกับสิ่งพิมพ์ของปโตเลมี (Claudius Ptolemaeus) ของ Almagestซึ่งกลายเป็นหลักการทางดาราศาสตร์และโหราศาสตร์ในยุโรปและตะวันออกกลางมานานกว่าพันปี ภายในระบบนี้ดาวเคราะห์และวัตถุที่รู้จัก (แม้แต่ดวงอาทิตย์) ทั้งหมดโคจรรอบโลก ในศตวรรษต่อ ๆ มานักดาราศาสตร์ชาวอินเดียและอิสลามจะเพิ่มเข้าไปในระบบนี้ตามการสังเกตของชั้นฟ้าทั้งหลาย

ตามช่วงเวลาของการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ (ศตวรรษที่ 15 - 18) คำจำกัดความของดาวเคราะห์ก็เริ่มเปลี่ยนไปอีกครั้ง ต้องขอบคุณนิโคลัสโคเปอร์นิคัส, กาลิเลโอกาลิลีและโยฮันเนสเคปเลอร์ผู้เสนอและพัฒนาแบบจำลองเฮลิเซนทริกของระบบสุริยะทำให้ดาวเคราะห์กลายเป็นวัตถุที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ไม่ใช่โลก การประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์นั้นนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นของดาวเคราะห์และความคล้ายคลึงกับโลก

ระหว่างศตวรรษที่ 18 ถึง 20 มีการค้นพบวัตถุใหม่ดวงจันทร์และดาวเคราะห์นับไม่ถ้วน สิ่งนี้รวมถึงเซเรสเวสต้าพัลลา (และแถบดาวเคราะห์น้อยหลัก) ดาวเคราะห์ยูเรนัสและเนปจูนและดวงจันทร์ของดาวอังคารและดาวก๊าซยักษ์ และในปี 1930 พลูโตถูกค้นพบโดยไคลด์ทอมโบห์ซึ่งถูกกำหนดให้เป็นดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ของระบบสุริยะ

ตลอดช่วงเวลานี้ไม่มีคำจำกัดความของดาวเคราะห์อย่างเป็นทางการ แต่มีการประชุมที่ยอมรับกันว่ามีดาวเคราะห์ดวงหนึ่งเคยใช้อธิบายร่างกาย“ ใหญ่” ใด ๆ ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ สิ่งนี้และการประชุมของระบบสุริยะเก้าดาวเคราะห์จะยังคงอยู่จนกระทั่งศตวรรษที่ 21 เมื่อถึงเวลานี้การค้นพบจำนวนมากภายในระบบสุริยะและอื่น ๆ จะนำไปสู่ความต้องการที่มีการใช้คำจำกัดความที่เป็นทางการ

คณะทำงานบนดาวเคราะห์นอกระบบ:

ในขณะที่นักดาราศาสตร์เชื่อกันมานานแล้วว่าระบบดาวอื่น ๆ จะมีระบบดาวเคราะห์ของตัวเอง แต่การค้นพบครั้งแรกของการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ (อาคาดาวเคราะห์นอกระบบหรือดาวเคราะห์นอกระบบ) ไม่ได้เกิดขึ้นจนถึงปี 1992 ในเวลานี้ ผลงานออกมาจากหอดูดาวอะเรซิโบ (Aleksander Wolszczan และ Dale Frail) ประกาศการค้นพบดาวเคราะห์สองดวงที่โคจรรอบพัลซาร์ PSR 1257 + 12

การค้นพบที่ได้รับการยืนยันครั้งแรกเกิดขึ้นในปี 1995 เมื่อนักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเจนีวา (Michel Mayor และ Didier Queloz) ประกาศการตรวจจับ 51 Pegasi ระหว่างช่วงกลางทศวรรษที่ 90 และการติดตั้งกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ในปี 2009 ดาวเคราะห์นอกระบบส่วนใหญ่เป็นดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ที่มีขนาดและมวลเทียบเท่ากับดาวพฤหัสหรือใหญ่กว่าอย่างมีนัยสำคัญ (เช่น“ ซุปเปอร์จูปิเตอร์”)

การค้นพบใหม่เหล่านี้นำไปสู่สหภาพดาราศาสตร์สากล (IAU) เพื่อสร้างกลุ่มทำงานของดาวเคราะห์นอกระบบ (WGESP) ในปี 1999 จุดประสงค์ที่ระบุไว้ของ WGESP คือ "ทำหน้าที่เป็นจุดรวมสำหรับการวิจัยระหว่างประเทศเกี่ยวกับดาวเคราะห์นอกระบบ" อันเป็นผลมาจากการวิจัยอย่างต่อเนื่องนี้และการตรวจจับวัตถุนอกสุริยจักรวาลจำนวนมากได้มีการพยายามทำให้คำศัพท์ชัดเจนขึ้น

เมื่อวันที่กุมภาพันธ์ 2546, WGESP ระบุว่าได้มีการปรับเปลี่ยนตำแหน่งและใช้ "คำจำกัดความการทำงาน" ต่อไปนี้ของดาวเคราะห์:

1) วัตถุที่มีมวลจริงต่ำกว่ามวลที่ จำกัด สำหรับการหลอมรวมแบบความร้อนของดิวทีเรียม (คำนวณในปัจจุบันคือมวลของดาวพฤหัสบดี 13 ดวงสำหรับวัตถุที่มีความเป็นโลหะของดวงอาทิตย์) ที่ดาวโคจรหรือดาวที่เหลือเป็นดาวเคราะห์ มวล / ขนาดต่ำสุดที่จำเป็นสำหรับวัตถุนอกระบบที่จะพิจารณาดาวเคราะห์ควรจะเหมือนกับที่ใช้ในระบบสุริยะของเรา
2) วัตถุ Substellar ที่มีมวลจริงเหนือมวลที่ จำกัด สำหรับการหลอมรวมแบบเทอร์โมนิวเคลียร์ของดิวทีเรียมนั้นคือ“ ดาวแคระน้ำตาล” ไม่ว่าพวกมันจะก่อตัวหรืออยู่ที่ไหนก็ตาม
3) วัตถุที่ลอยได้ฟรีในกระจุกดาวอายุน้อยที่มีมวลต่ำกว่ามวล จำกัด สำหรับความร้อนนิวเคลียร์ของดิวเทอเรียมไม่ใช่“ ดาวเคราะห์” แต่เป็น“ ดาวแคระน้ำตาลย่อย” (หรือชื่อที่เหมาะสมที่สุด)

ณ วันที่ 22 มกราคม 2017 มีการยืนยันการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบมากกว่า 2,000 ครั้งโดยมีผู้ตรวจสอบดาวเคราะห์นอกระบบ 3,565 รายที่ตรวจพบในระบบดาวเคราะห์ 2,675 ระบบ (รวมถึงระบบดาวเคราะห์หลายระบบ 602 ระบบ)

การแก้ปัญหา IAU ปี 2549:

ในช่วงต้นยุคกลางถึงกลางปี 2000 มีการค้นพบหลายครั้งในแถบไคเปอร์ซึ่งกระตุ้นการอภิปรายของดาวเคราะห์ สิ่งนี้เริ่มต้นด้วยการค้นพบ Sedna ในปี 2003 โดยทีมนักดาราศาสตร์ (Michael Brown, Chad Trujillo และ David Rabinowitz) ทำงานที่ Palomar Observatory ในซานดิเอโก การสังเกตอย่างต่อเนื่องยืนยันว่ามันมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1,000 กม. และใหญ่พอที่จะรับสมดุลอุทกสถิต

ตามด้วยการค้นพบของ Eris ซึ่งเป็นวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่า (เส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 2,000 กม.) ในปี 2005 อีกครั้งโดยทีมประกอบด้วย Brown, Trujillo และ Rabinowitz ตามด้วยการค้นพบ Makemake ในวันเดียวกันและเฮามีไม่กี่วันต่อมา การค้นพบอื่น ๆ ที่เกิดขึ้นในช่วงเวลานี้ ได้แก่ Quaoar ในปี 2002 Orcus ในปี 2004 และ 2007 OR10 ในปี 2007

การค้นพบวัตถุหลายอย่างที่อยู่นอกเหนือวงโคจรของดาวพลูโตซึ่งมีขนาดใหญ่พอที่จะนำไปเป็นทรงกลมได้นำไปสู่ความพยายามในนามของ IAU เพื่อนำมาใช้ในการนิยามอย่างเป็นทางการของดาวเคราะห์ ภายในเดือนตุลาคม 2548 สมาชิก IAU จำนวน 19 คนได้ จำกัด การเลือกของพวกเขาให้สั้นลงในตัวเลือกที่มีสามลักษณะ สิ่งเหล่านี้รวมถึง:

ดาวเคราะห์เป็นวัตถุใด ๆ ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 2,000 กม. (สิบเอ็ดคะแนนสนับสนุน)
ดาวเคราะห์เป็นวัตถุใด ๆ ในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ที่มีรูปร่างทรงตัวเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของมันเอง (แปดคะแนนโหวตในความโปรดปราน)
ดาวเคราะห์เป็นวัตถุใด ๆ ในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ที่โดดเด่นในละแวกใกล้เคียง (หกคะแนนเห็นด้วย)

หลังจากล้มเหลวในการบรรลุฉันทามติคณะกรรมการจึงตัดสินใจที่จะกำหนดคำจำกัดความทั้งสามนี้ให้กว้างขึ้น เรื่องนี้เกิดขึ้นในเดือนสิงหาคม 2549 ที่การประชุมสมัชชา IAU ครั้งที่ 26 ที่กรุงปราก ในวันที่ 24 สิงหาคมปัญหาได้ถูกนำไปใช้ในการลงคะแนนร่างสุดท้ายซึ่งส่งผลให้มีการใช้แผนการจำแนกประเภทใหม่ที่ออกแบบมาเพื่อแยกแยะระหว่างดาวเคราะห์กับวัตถุขนาดเล็ก สิ่งเหล่านี้รวมถึง:

(1) "ดาวเคราะห์" เป็นวัตถุท้องฟ้าที่ (a) อยู่ในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ (b) มีมวลเพียงพอสำหรับแรงโน้มถ่วงของตัวมันเองที่จะเอาชนะกองกำลังของร่างกายที่แข็งกร้าวเพื่อที่จะถือว่ามีสภาวะสมดุลอุทกสถิต (เกือบกลม) และ (c) ล้างย่านที่อยู่รอบ ๆ วงโคจรของมัน
(2) "ดาวเคราะห์แคระ" เป็นวัตถุท้องฟ้าที่ (a) อยู่ในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ (b) มีมวลเพียงพอสำหรับแรงโน้มถ่วงของตัวมันเองที่จะเอาชนะกองกำลังที่แข็งเกร็งเพื่อที่จะได้รับสมดุลอุทกสถิต (เกือบ) รูปร่าง (c) ยังไม่ได้ล้างย่านรอบ ๆ วงโคจรของมันและ (d) ไม่ใช่ดาวเทียม
(3) วัตถุอื่น ๆ ทั้งหมดยกเว้นดาวเทียมการโคจรของดวงอาทิตย์จะถูกเรียกรวมกันว่า“ ระบบสุริยะขนาดเล็ก”

ตามมตินี้ IAU กำหนดพลูโตเอริสและเซเรสให้อยู่ในหมวดหมู่ของ“ ดาวเคราะห์แคระ” ในขณะที่วัตถุ Trans-Neptunian Objects (TNOs) อื่น ๆ ถูกปล่อยทิ้งไว้ในเวลานั้น รูปแบบการจัดหมวดหมู่ใหม่นี้ก่อให้เกิดการโต้เถียงอย่างมากและบางครั้งก็เกิดขึ้นจากชุมชนทางดาราศาสตร์ซึ่งหลายคนก็ท้าทายเกณฑ์ว่าเป็นสิ่งที่คลุมเครือและเป็นที่ถกเถียงกันในเรื่องการบังคับใช้

ยกตัวอย่างเช่นหลายคนได้ท้าทายความคิดเกี่ยวกับการล้างดาวเคราะห์โดยอ้างถึงการมีอยู่ของวัตถุใกล้โลก (NEOs) ดาวเคราะห์น้อยโทรจันของดาวพฤหัสและกรณีอื่น ๆ ที่ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่แบ่งปันวงโคจรของพวกเขากับวัตถุอื่น อย่างไรก็ตามสิ่งเหล่านี้ได้ถูกโต้กลับโดยการโต้แย้งว่าวัตถุขนาดใหญ่เหล่านี้ไม่ได้แชร์วงโคจรของพวกเขากับวัตถุขนาดเล็ก แต่ครอบงำพวกมันและพาพวกมันไปในวงโคจรของพวกมัน

จุดเกาะติดอีกจุดหนึ่งคือปัญหาสมดุลอุทกสถิตซึ่งเป็นจุดที่ดาวเคราะห์มีมวลเพียงพอที่มันจะยุบตัวภายใต้แรงโน้มถ่วงของโลกและกลายเป็นทรงกลม ประเด็นที่เกิดขึ้นยังคงไม่ชัดเจนนักและนักดาราศาสตร์บางคนจึงท้าทายให้รวมเป็นเกณฑ์

นอกจากนี้นักดาราศาสตร์บางคนอ้างว่าเกณฑ์ที่นำมาใช้ใหม่เหล่านี้จะมีประโยชน์ตราบเท่าที่ดาวเคราะห์พลังงานแสงอาทิตย์เกี่ยวข้อง แต่จากการสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบได้แสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์ในระบบดาวฤกษ์อื่นอาจแตกต่างกันอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งการค้นพบ "ซูเปอร์จูปิเตอร์" และ "ซูเปอร์เอิร์ ธ " จำนวนมากทำให้เกิดความสับสนในสิ่งที่ถือว่าเป็นเรื่องปกติสำหรับระบบดาวเคราะห์

ในเดือนมิถุนายน 2551 คณะกรรมการบริหารของ IAU ประกาศจัดตั้งกลุ่มดาวเคราะห์แคระดวงหนึ่งขึ้นเพื่อหวังที่จะชี้แจงคำจำกัดความต่อไป ประกอบไปด้วย TNO ที่ค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้พวกเขาสร้างคำว่า "พลูโต" ซึ่งจะรวมถึงดาวพลูโตอีริสและดาวเคราะห์แคระข้ามดาวเนปจูนอื่น ๆ ในอนาคต (ยกเว้นเซเรส) ในเวลา Haumea, Makemake และ TNO อื่น ๆ ถูกเพิ่มเข้าไปในรายการ

แม้จะมีความพยายามและการเปลี่ยนแปลงในระบบการตั้งชื่อ แต่สำหรับหลาย ๆ คนปัญหายังคงห่างไกลจากการแก้ไข ยิ่งไปกว่านั้นการมีอยู่ของ Planet 9 ในระบบสุริยะรอบนอกได้เพิ่มน้ำหนักให้กับการอภิปรายมากขึ้น และในขณะที่การวิจัยของเราเกี่ยวกับดาวเคราะห์นอกระบบยังคงดำเนินต่อไป - และภารกิจที่ถูกดึงออกมา (และแม้กระทั่งลูกเรือ) ถูกสร้างขึ้นกับระบบดาวอื่น ๆ - เราสามารถคาดหวังว่าการอภิปรายจะเข้าสู่ระยะใหม่!

เราได้เขียนบทความที่น่าสนใจมากมายเกี่ยวกับดาวเคราะห์ที่นิตยสารอวกาศ นี่คือดาวเคราะห์จำนวนกี่ระบบในระบบสุริยะ, อะไรคือดาวเคราะห์ของระบบสุริยะ, ดาวเคราะห์ของระบบสุริยจักรวาลตามขนาด, ทำไมดาวพลูโตจึงไม่มีดาวเคราะห์อีกต่อไป, หลักฐานยังคงเมานต์สำหรับดาวเคราะห์ที่เก้า, และอะไร ดาวเคราะห์นอกระบบคืออะไร?

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมลองดูที่บทความนี้จาก Scientific American, What is a Planet? และวิดีโอที่เก็บถาวรจาก IAU

Astronomy Cast มีเรื่องราวเกี่ยวกับวิกฤตการณ์เอกลักษณ์ของดาวเคราะห์พลูโต

แหล่งที่มา: