VAD äR EN PLANET?

Send

Mänsklighetens förståelse av vad som utgör en planet har förändrats över tid. Medan våra mest kända magier och forskare en gång trodde att världen var en platt skiva (eller ziggurat eller kub), så lärde de sig gradvis att den i själva verket var sfärisk. Och vid den moderna eran förstod de att jorden bara var en av flera planeter i det kända universum.

Och ändå utvecklas våra föreställningar om vad som utgör en planet. Kort sagt, vår definition av planeten har historiskt varit beroende av vår referensram. Förutom att upptäcka extrasolplaneter som har drivit gränserna för vad vi anser vara normala, har astronomer också upptäckt nya kroppar i vår egen trädgård som har tvingat oss att komma med nya klassificeringsscheman.

Termens historia:

För antika filosofer och forskare representerade solplaneterna något helt annat än vad de gör idag. Utan hjälp av teleskop såg planeterna ut som särskilt ljusa stjärnor som rörde sig relativt bakgrundsstjärnorna. De tidigaste uppgifterna om rörelserna från de kända planeterna går tillbaka till andra-årtusendet fvt, där babyloniska astronomer lade grunden för västerländsk astronomi och astrologi.

Dessa inkluderar Venus-tabletten från Ammisaduqa, som katalogiserade Venus-rörelserna. Under tiden lade 2000-talet f.Kr. MUL.APIN-tabletter fram rörelserna från solen, månen och de då kända planeterna under året (Merkurius, Venus, Mars, Jupiter och Saturnus). Enuma anu enlil-tabletterna, också daterade till 800-talet fvt, var en samling av alla omens som tilldelades himmelsfenomen och planeternas rörelser.

Genom den klassiska antiken antog astronomer ett nytt begrepp av planeter som kroppar som kretsade runt jorden. Medan vissa förespråkade ett heliocentriskt system - såsom astronomen Aristarchus of Samos och 3: e århundradet f.Kr. och astronomen Seleucus från Seleucia från första århundradet - förblev den geocentriska synen på universumet den mest accepterade. Astronomer började också skapa matematiska modeller för att förutsäga sina rörelser under denna tid.

Detta kulminerade under 2000-talet CE med Ptolemaios (Claudius Ptolemaeus) publicering av Almagest, som blev den astronomiska och astrologiska kanonen i Europa och Mellanöstern i över tusen år. Inom detta system kretsade de kända planeterna och kropparna (till och med solen) runt jorden. Under århundradena som följde skulle indiska och islamiska astronomer lägga till detta system baserat på deras observationer av himlen.

Vid den vetenskapliga revolutionen (cirka 15 - 1700-talet) började definitionen av planeten förändras igen. Tack vare Nicolaus Copernicus, Galileo Galilei och Johannes Kepler, som föreslog och avancerade solsystemets heliocentriska modell, blev planeter definierade som objekt som kretsade kring solen och inte jorden. Uppfinningen av teleskopet ledde också till en förbättrad förståelse av planeterna och deras likheter med Jorden.

Mellan 1700- och 1900-talet upptäcktes otaliga nya föremål, månar och planeter. Detta inkluderade Ceres, Vesta, Pallas (och den huvudsakliga asteroidbältet), planeterna Uranus och Neptune och Mars-månarna och gasjättarna. 1930 upptäcktes sedan Pluto av Clyde Tombaugh, som utsågs till solsystemets nionde planet.

Under denna period fanns ingen formell definition av planeten. Men en accepterad konvention fanns där en planet användes för att beskriva någon ”stor” kropp som kretsade kring solen. Detta och konventionen om ett nioplanets solsystem skulle förbli på plats fram till 2000-talet. Vid denna tidpunkt skulle många upptäckter inom solsystemet och därefter leda till krav på en formell definition.

Arbetsgrupp för extrasolära planeter:

Medan astronomer länge har hävdat att andra stjärnsystem skulle ha sitt eget planetsystem, inträffade den första rapporterade upptäckten av en planet utanför solsystemet (alias extrasolar planet eller exoplanet) förrän 1992. För närvarande höll två radioastronomer som arbetade från Arecibo-observatoriet (Aleksander Wolszczan och Dale Frail) meddelade upptäckten av två planeter som kretsar kring pulsaren PSR 1257 + 12.

Den första bekräftade upptäckten ägde rum 1995, då astronomer från universitetet i Genève (Michel Mayor och Didier Queloz) meddelade upptäckten av 51 Pegasi. Mellan mitten av 90-talet och utbyggnaden av Kepler-rymdteleskopet 2009 var majoriteten av extrasolära planeter gasjättar som antingen var jämförbara i storlek och massa till Jupiter eller betydligt större (dvs. "Super-Jupiters").

Dessa nya upptäckter ledde International Astronomical Union (IAU) att skapa arbetsgruppen för extrasolära planeter (WGESP) 1999. Det uttalade syftet med WGESP var att "fungera som en samlingspunkt för internationell forskning om extrasolära planeter." Som ett resultat av den pågående forskningen och upptäckten av många extra-solkroppar gjordes försök att förtydliga nomenklaturen.

Från februari 2003 uppgav WGESP att den hade ändrat sin position och antog följande "arbetsdefinition" av en planet:

1) Objekt med verkliga massor under den begränsande massan för termonukleär sammansmältning av deuterium (för närvarande beräknat till 13 Jupiter-massor för föremål av solmetallicitet) som kretsar runt stjärnor eller stjärnrester är "planeter" (oavsett hur de bildades). Den minsta massan / storleken som krävs för att ett extrasolärt objekt ska betraktas som en planet borde vara detsamma som det som används i vårt solsystem.
2) Substellarföremål med verkliga massor över den begränsande massan för termonukleär fusion av deuterium är ”bruna dvärgar”, oavsett hur de bildades eller var de befinner sig.
3) Fritt flytande föremål i unga stjärnkluster med massor under den begränsande massan för termonukleär fusion av deuterium är inte "planeter", utan är "subbruna dvärgar" (eller vilket namn som är mest lämpligt).

Från och med 22 januari 2017 har mer än 2000 upptäckt av exoplanet bekräftats, varav 3 655 exoplanetkandidater upptäcktes i 2 675 planetariska system (inklusive 602 flera planetsystem).

2006 IAU-resolution:

Under början till mitten av 2000-talet gjordes många upptäckter i Kuiper Belt som också stimulerade planetdebatten. Detta började med upptäckten av Sedna 2003 av ett team av astronomer (Michael Brown, Chad Trujillo och David Rabinowitz) som arbetade vid Palomar Observatory i San Diego. Pågående observationer bekräftade att den var cirka 1000 km i diameter och tillräckligt stor för att genomgå hydrostatisk jämvikt.

Detta följdes av upptäckten av Eris - ett ännu större objekt (över 2000 km i diameter) - 2005, återigen av ett team bestående av Brown, Trujillo och Rabinowitz. Detta följdes av upptäckten av Makemake samma dag och Haumea några dagar senare. Andra upptäckter som gjorts under denna period inkluderar Quaoar 2002, Orcus 2004 och 2007 OR10 2007.

Upptäckten av flera objekt bortom Plutos bana som var tillräckligt stora för att vara sfäriska ledde till IAU: s ansträngningar att anta en formell definition av en planet. I oktober 2005 begränsade en grupp med 19 IAU-medlemmar sina val till en kortlista med tre egenskaper. Dessa inkluderade:

En planet är varje objekt i omloppsbana runt solen med en diameter större än 2000 km. (elva röster för)
En planet är varje objekt i omloppsbana runt solen vars form är stabil på grund av sin egen tyngdkraft. (åtta röster för)
En planet är varje objekt i omloppsbana runt solen som är dominerande i dess omedelbara grannskap. (sex röster för)

Efter att ha misslyckats med att nå enighet beslutade utskottet att lägga dessa tre definitioner till en bredare omröstning. Detta ägde rum i augusti 2006 vid 26: e IAU: s generalförsamling i Prag. Den 24 augusti fördes frågan till ett slutligt utkast till omröstning, vilket resulterade i antagandet av ett nytt klassificeringssystem för att skilja mellan planeter och mindre organ. Dessa inkluderade:

(1) En "planet" är en himmelkropp som (a) befinner sig i omloppsbana runt solen, (b) har tillräcklig massa för att den självtyngd ska övervinna styva kroppskrafter så att den antar en hydrostatisk jämvikt (nästan rund) form , och (c) har rensat kvarteret runt dess bana.
(2) En "dvärgplanet" är en himmelkropp som (a) är i omloppsbana runt solen, (b) har tillräcklig massa för att den självtyngd ska övervinna styva kroppskrafter så att den antar en hydrostatisk jämvikt (nästan rund) form, (c) har inte rensat kvarteret runt dess bana, och (d) är inte en satellit.
(3) Alla andra föremål, utom satelliter, som kretsar runt solen, ska tillsammans kallas ”Små solsystemorgan”.

I enlighet med denna resolution utsåg IAU Pluto, Eris och Ceres till kategorin ”dvärgplanet”, medan andra transneptuniska objekt (TNO) lämnades oklarade vid den tiden. Detta nya klassificeringssystem skapade en hel del kontroverser och vissa rop från det astronomiska samhället, av vilka många utmanade kriterierna som vaga och diskutabla i deras tillämpbarhet.

Till exempel har många utmanat idén om att en planet rensar sitt grannskap och citerar förekomsten av nära jordobjekt (NEO), Jupiters trojanska asteroider och andra fall där stora planeter delar sin omloppsbana med andra föremål. Dessa har emellertid motverkats av argumentet att dessa stora kroppar inte delar sina banor med mindre föremål, utan dominerar dem och bär dem med i sina banor.

En annan stickpunkt var frågan om hydrostatisk jämvikt, som är den punkt där en planet har tillräcklig massa att den kommer att kollapsa under sin egen tyngdkraft och bli sfärisk. Den punkt då detta sker förblir helt otydlig tanke, och vissa astronomer utmanar därför att den ingår som kriterium.

Dessutom hävdar vissa astronomer att dessa nyligen antagna kriterier endast är användbara för solplaneter. Men som exoplanetforskning har visat kan planeter i andra stjärnstjärnsystem vara väsentligt olika. I synnerhet har upptäckten av många "Super Jupiters" och "Super Earths" förvirrat konventionella uppfattningar om vad som anses vara normalt för ett planetsystem.

I juni 2008 tillkännagav IAU: s verkställande kommission inrättandet av en underklass av dvärgplaneter i hopp om att klargöra definitionerna ytterligare. De bestod av de nyligen upptäckta TNO: erna och etablerade termen "plutoider", som därefter skulle inkludera Pluto, Eris och alla andra framtida transneptuniska dvärgplaneter (men uteslutna Ceres). Med tiden lades Haumea, Makemake och andra TNO: er till listan.

Trots dessa ansträngningar och förändringar i nomenklaturen är problemet för många långt ifrån löst. Dessutom har den eventuella existensen av Planet 9 i det yttre solsystemet lagt större vikt vid diskussionen. Och när vår forskning om exoplaneter fortsätter - och ouppdragna (och till och med besättade) uppdrag görs till andra stjärnsystem - kan vi förvänta oss att debatten kommer in i en helt ny fas!

Vi har skrivit många intressanta artiklar om planeterna här på Space Magazine. Här är hur många planeter finns i solsystemet? Vad är solsystemets planeter, planeterna i vårt solsystem i storleksordning, varför Pluto inte är en längre planet, bevis fortsätter att monteras för den nionde planeten och vad är extrasolära planeter ?.

För mer information, titta på den här artikeln från Scientific American, What is a Planet ?, och videoarkivet från IAU.

Astronomy Cast har ett avsnitt om Plutos planetariska identitetskris.

källor: