Κατανοώντας Πλανήτες:Ορισμός, Ιστορία &Σύγχρονη Επιστήμη

Στην αστρονομία, ο ορισμός του πλανήτη φαίνεται ξεκάθαρος στην αρχή, αλλά έχει αλλάξει δραματικά με την πάροδο του χρόνου, ειδικά στον 21ο αιώνα. Από αρχαίους περιπλανώμενους στον νυχτερινό ουρανό μέχρι μια ακριβή λίστα κριτηρίων που αναπτύχθηκαν από επιστήμονες, η έννοια του τι χαρακτηρίζεται ως πλανήτης συνεχίζει να εξελίσσεται. Αυτές οι αλλαγές έχουν πυροδοτήσει τόσο δημόσιο διάλογο όσο και επιστημονική διαμάχη, με πιο διάσημο τον Πλούτωνα.

Αυτό το άρθρο διερευνά τον ορισμό του σύγχρονου πλανήτη, το ιστορικό πλαίσιο πίσω από αυτόν και τις επιπτώσεις για τα σώματα που συμπεριλαμβάνουμε στην πλανητική μας απογραφή.

Βασικά Takeaways

• Ένας πλανήτης είναι ένα ουράνιο σώμα που περιφέρεται γύρω από ένα αστέρι, είναι σφαιρικό λόγω της δικής του βαρύτητας και έχει καθαρίσει την τροχιακή του γειτονιά από άλλα συντρίμμια.
• Ο τρέχων επίσημος ορισμός του πλανήτη προέρχεται από τη Διεθνής Αστρονομική Ένωση (IAU) , που εγκρίθηκε το 2006.
• Αυτός ο ορισμός ισχύει ειδικά για πλανήτες εντός του Ηλιακού μας Συστήματος , όχι απαραίτητα σε εξωηλιακούς πλανήτες.
• Ο Πλούτωνας δεν ταξινομείται πλέον ως πλανήτης γιατί δεν κυριαρχεί στην τροχιά του.
• Το φεγγάρι και άλλοι δορυφόροι δεν θεωρούνται πλανήτες επειδή βρίσκονται σε τροχιά γύρω από πλανήτες, όχι γύρω από τον Ήλιο.
• Η σημασία της λέξης "πλανήτης" έχει αλλάξει πολλές φορές στην ιστορία, καθώς βελτιώθηκαν τα επιστημονικά μας εργαλεία και τα εργαλεία παρατήρησης.

Ορισμός πλανήτη

Σύμφωνα με το ψήφισμα της IAU του 2006, ένας πλανήτης ορίζεται ως ένα ουράνιο σώμα που:

1. Περιφέρει γύρω από τον Ήλιο (ή ένα αστέρι σε ευρύτερα πλαίσια),
2. Έχει επαρκή μάζα για την αυτοβαρύτητα του για να υπερνικήσει τις άκαμπτες δυνάμεις του σώματος, έτσι ώστε να αποκτήσει σχεδόν στρογγυλό σχήμα (υδροστατική ισορροπία),
3. Έχει καθαρίσει τη γειτονιά γύρω από την τροχιά του.

Προέλευση λέξης: Ο όρος πλανήτης προέρχεται από την ελληνική λέξη planētēs (πλανήτης), που σημαίνει «περιπλανώμενος», αναφερόμενος στο πώς φαινόταν να κινούνται οι πλανήτες στον ουρανό σε σχέση με τα αστέρια φόντου.

Εξέλιξη του Πλανήτη Ορισμός

Αρχαίοι και κλασικοί ορισμοί

Ιστορικά, πλανήτης ήταν κάθε «περιπλανώμενο αστέρι» που κινούνταν στο σταθερό φόντο των αστεριών. Οι αρχαίοι Έλληνες αναγνώρισαν επτά κλασικούς πλανήτες:τον Ερμή, την Αφροδίτη, τον Άρη, τον Δία, τον Κρόνο, τη Σελήνη και τον Ήλιο. Η Γη δεν θεωρήθηκε πλανήτης επειδή πιστευόταν ότι ήταν ακίνητη στο κέντρο του σύμπαντος.

Με την Κοπέρνικη Επανάσταση τον 16ο αιώνα, το ηλιοκεντρικό μοντέλο τοποθέτησε τον Ήλιο στο κέντρο, κάνοντας τη Γη πλανήτη και αφαιρώντας τον Ήλιο και τη Σελήνη από τη λίστα. Αυτό οδήγησε τον αριθμό σε έξι πλανήτες:τον Ερμή μέσω του Κρόνου, με την προσθήκη της Γης.

Ο 18ος και 19ος αιώνας

Η ανακάλυψη του Ουρανού το 1781 και του Ποσειδώνα το 1846 διεύρυνε τον πλανητικό κατάλογο. Όταν οι αστρονόμοι δισκοπέρασαν την Ceres i Το 1801 μεταξύ του Άρη και του Δία, θεωρήθηκε για λίγο πλανήτης. Ωστόσο, καθώς βρέθηκαν περισσότερα αντικείμενα σε αυτήν την περιοχή, η Δήμητρα και οι γείτονές της επαναταξινομήθηκαν ως αστεροειδείς (αργότερα ως νάνοι πλανήτες ).

Η εποχή του Πλούτωνα

Ο Πλούτωνας ανακαλύφθηκε το 1930 και χαρακτηρίστηκε ως ο ένατος πλανήτης. Για δεκαετίες, τα σχολικά βιβλία το απαριθμούσαν μαζί με τα άλλα. Ωστόσο, το μικρό μέγεθος, η ακανόνιστη τροχιά του Πλούτωνα και η μετέπειτα ανακάλυψη άλλων παρόμοιων παγωμένων σωμάτων (όπως η Eris ) οδήγησε σε επανεξέταση. Αυτά τα αντικείμενα ονομάστηκαν συλλογικά Trans-Neptunian Objects (TNO) ή Αντικείμενα ζώνης Kuiper .

Ο επαναπροσδιορισμός της IAU του 2006

Το 2006, η IAU συνήλθε για να διευκρινίσει τι μετράει ως πλανήτης. Ο ορισμός τους μείωσε τον αριθμό των πλανητών στο Ηλιακό Σύστημα σε οκτώ και εισήγαγε την κατηγορία των νάνων πλανητών , που περιλαμβάνει τον Πλούτωνα, την Έριδα, τη Χαουμέα, τον Μακεμάκε και τη Δήμητρα.

Αυτός ο επαναπροσδιορισμός παραμένει αμφιλεγόμενος, ιδιαίτερα μεταξύ των πλανητικών επιστημόνων, οι οποίοι υποστηρίζουν ότι το τρίτο κριτήριο (εκκαθάριση της τροχιάς) αποκλείει πολλούς σημαντικούς κόσμους. Οι εναλλακτικές προτάσεις ορίζουν πλανήτες που βασίζονται αποκλειστικά σε εγγενή χαρακτηριστικά και όχι σε τροχιακή κυριαρχία.

Ταξινόμηση πλανητών στο Ηλιακό Σύστημα

Οι οκτώ αναγνωρισμένοι πλανήτες στο Ηλιακό Σύστημα εμπίπτουν σε ξεχωριστές κατηγορίες με βάση τη σύνθεση, το μέγεθος και τη θέση τους. Αυτοί είναι γήινοι πλανήτες , γίγαντες φυσικού αερίου , και γίγαντες πάγου .

Χερσαίοι πλανήτες

Οι τέσσερις εσωτερικοί πλανήτες ονομάζονται γήινοι ή βραχώδης πλανήτες επειδή έχουν συμπαγείς επιφάνειες και αποτελούνται κυρίως από πυριτικό πέτρωμα και μέταλλο:

• Ερμής – Ο μικρότερος πλανήτης, στερείται σημαντικής ατμόσφαιρας.
• Αφροδίτη – Παρόμοιο σε μέγεθος με τη Γη, αλλά με πυκνή ατμόσφαιρα διοξειδίου του άνθρακα και ακραία επιφανειακή θερμότητα.
• Γη – Ο μόνος γνωστός πλανήτης που υποστηρίζει ζωή, με υγρό νερό και ατμόσφαιρα αζώτου-οξυγόνου.
• Άρης – Γνωστός ως Κόκκινος Πλανήτης, με πολικούς πάγους και αραιή ατμόσφαιρα.

Gas Giants

Οι επόμενοι δύο πλανήτες είναι πολύ μεγαλύτεροι και αποτελούνται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο. Δεν έχουν συμπαγείς επιφάνειες.

• Δίας – Ο μεγαλύτερος πλανήτης, με δεκάδες φεγγάρια και ένα εξέχον σύστημα δακτυλίων και καταιγίδων (συμπεριλαμβανομένης της Μεγάλης Ερυθράς Κηλίδας).
• Κρόνος – Διάσημο για το εκτεταμένο και φωτεινό σύστημα δακτυλίων του, με πάνω από 140 γνωστά φεγγάρια.

Γίγαντες του πάγου

Οι εξόχως απόκεντροι πλανήτες, αν και είναι παρόμοιοι σε μέγεθος με γίγαντες αερίου, περιέχουν περισσότερους πάγους όπως νερό, αμμωνία και μεθάνιο.

• Ουρανός – Περιστρέφεται στο πλάι και έχει γαλαζωπό χρώμα από ατμοσφαιρικό μεθάνιο.
• Ποσειδώνας – Γνωστό για το βαθύ μπλε του και τον δυναμικό καιρό, συμπεριλαμβανομένων των υπερηχητικών ανέμων.

Μια περίληψη αυτών των ομάδων μπορεί να παρουσιαστεί στον ακόλουθο πίνακα:

Πλανήτης Πληκτρολογήστε Φεγγάρια Δαχτυλίδια Ατμόσφαιρα ΕρμήςΕγής0ΌχιΠολύ λεπτός, κυρίως οξυγόνοΑφροδίτηΓήνα0Μη παχύ,κυρίως CO2Γήνα1Χωρίς Άζωτο,οξυγόνοΆρηςΓήνα2Όχι Λεπτός,κυρίως CO2ΔίαςGas γίγαντας95+YesHydrogen,YesHydrogen γίγαντας140+ΝαιΥδρογόνο, ήλιοΟυρανός Γίγαντας πάγου27Ναι Υδρογόνο, ήλιο, μεθάνιοΠοσειδώνας Γίγαντας πάγου14ΝαιΥδρογόνο, ήλιο, μεθάνιο

Τι είναι ένας πλανήτης νάνος;

Ένας νάνος πλανήτης είναι ένα ουράνιο σώμα που μοιάζει με πλανήτη αλλά δεν πληροί όλα τα κριτήρια για να ταξινομηθεί ως πλήρης πλανήτης. Σύμφωνα με την IAU, ένας πλανήτης νάνος πρέπει:

1. Περιφορά γύρω από τον Ήλιο ,
2. Έχουν επαρκή μάζα για να είναι σχεδόν σφαιρική σε σχήμα (υδροστατική ισορροπία),
3. Δεν έχω καθαρίσει τη γειτονιά γύρω από την τροχιά του,
4. Μην είσαι δορυφόρος άλλου αντικειμένου.

Αυτό κάνει τους νάνους πλανήτες θεμελιωδώς διαφορετικούς τόσο από τους κανονικούς πλανήτες όσο και από τα μικρά σώματα του ηλιακού συστήματος (όπως κομήτες και αστεροειδείς).

Αναγνωρισμένοι Νάνοι Πλανήτες

Μέχρι στιγμής, πέντε σώματα αναγνωρίζονται επίσημα ως πλανήτες νάνοι:

• Πλούτωνας – Κάποτε ήταν ο ένατος πλανήτης, που αναταξινομήθηκε το 2006. Έχει πέντε φεγγάρια και μια πολύπλοκη επιφάνεια με πάγο αζώτου και κρυοηφαίστεια.
• Ceres – Ο μόνος νάνος πλανήτης στη ζώνη των αστεροειδών και το πρώτο αντικείμενο του είδους του ανακαλύφθηκε.
• Έρις – Ελαφρώς μικρότερο από τον Πλούτωνα αλλά πιο ογκώδες. που βρίσκεται στον διάσπαρτο δίσκο πέρα από τον Ποσειδώνα.
• Makemake – Ένα φωτεινό αντικείμενο της Ζώνης Κάιπερ που ανακαλύφθηκε το 2005.
• Haumea – Ένας ελλειψοειδής νάνος πλανήτης με ταχεία περιστροφή και αχνό σύστημα δακτυλίων.

Μπορεί να υπάρχουν εκατοντάδες νάνοι πλανήτες στο εξωτερικό Ηλιακό Σύστημα δεν έχει ακόμη αναγνωριστεί επίσημα.

Γιατί ο Πλούτωνας δεν θεωρείται πλέον πλανήτης

Ο Πλούτωνας αναταξινομήθηκε επειδή δεν πληροί το τρίτο κριτήριο του ορισμού της IAU:δεν έχει καθαρίσει την τροχιακή γειτονιά του. Ο Πλούτωνας μοιράζεται το χώρο του με άλλα αντικείμενα της Ζώνης Kuiper και διασχίζει την τροχιά του Ποσειδώνα. Ενώ είναι αρκετά μεγάλος ώστε να είναι σφαιρικός και περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο, η αδυναμία του να κυριαρχήσει βαρυτικά στην περιοχή του τον καθιστά νάνο πλανήτη παρά ένας πλήρης πλανήτης.

Αυτή η αναταξινόμηση δεν οφείλεται σε κάποια αλλαγή στον ίδιο τον Πλούτωνα, αλλά μάλλον σε μια αλλαγή στον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες κατηγοριοποιούν τα ουράνια αντικείμενα. Ορισμένοι επιστήμονες και πολλά μέλη του κοινού συνεχίζουν να υποστηρίζουν την αποκατάσταση του Πλούτωνα, τονίζοντας τη γεωλογική πολυπλοκότητα και τα ενεργά χαρακτηριστικά της επιφάνειας του.

Γιατί η Σελήνη δεν είναι πλανήτης

Αν και η Σελήνη της Γης είναι μεγάλη και σφαιρική, δεν ταξινομείται ως πλανήτης γιατί δεν περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο απευθείας. Αντίθετα, περιφέρεται γύρω από τη Γη. Σύμφωνα με τα πρότυπα της IAU, ένας πλανήτης πρέπει να περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο (ή ένα αστέρι), όχι έναν άλλο πλανήτη.

Ακόμη και μεγάλα φεγγάρια όπως ο Γανυμήδης (το φεγγάρι του Δία) και τον Τιτάνα (το φεγγάρι του Κρόνου), που είναι μεγαλύτερο από τον Ερμή, θεωρούνται φυσικοί δορυφόροι , όχι πλανήτες. Η διάκριση βρίσκεται στην τροχιακή σχέση , όχι μέγεθος ή σχήμα.

Ισχύει ο ορισμός της IAU για εξωηλιακούς πλανήτες;

Ο ορισμός της IAU του 2006 ισχύει μόνο για αντικείμενα εντός του Ηλιακού Συστήματος . Για εξωπλανήτες (πλανήτες εκτός του Ηλιακού μας Συστήματος) δεν υπάρχει καθολικά υιοθετημένος, λεπτομερής ορισμός. Αντίθετα, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν κριτήρια εργασίας με βάση τη μάζα, το ιστορικό σχηματισμού και τη δυναμική της τροχιάς.

Γενικά, οι εξωπλανήτες είναι αντικείμενα που:

• Αστράκια σε τροχιά (ή μερικές φορές καφέ νάνοι),
• Είναι κάτω από το όριο μάζας για τη σύντηξη δευτερίου (περίπου 13 μάζες του Δία),
• Σχηματίζεται μέσω συσσώρευσης πυρήνα ή αστάθειας του δίσκου, όχι αστρικής σύντηξης.

Ορισμένοι ορισμοί αποκλείουν επίσης αντικείμενα που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από άλλους πλανήτες (εξωφεγγάρια), αν και αυτή η ορολογία εξακολουθεί να εξελίσσεται καθώς ανακαλύπτονται περισσότερα για πλανητικά συστήματα πέρα από τα δικά μας.

Προτεινόμενοι εναλλακτικοί ορισμοί ενός πλανήτη

Ενώ ο ορισμός της IAU είναι το επίσημο πρότυπο, πολλοί πλανητικοί επιστήμονες υποστηρίζουν ότι είναι πολύ περιοριστικός ή ελαττωματικός. Αρκετοί εναλλακτικοί ορισμοί έχουν προταθεί.

Ο ορισμός του Γεωφυσικού Πλανήτη

Με επικεφαλής επιστήμονες όπως ο Alan Stern , αυτή η προσέγγιση ορίζει έναν πλανήτη που βασίζεται σε εγγενείς φυσικές ιδιότητες , όχι τροχιακή δυναμική. Σύμφωνα με αυτή την άποψη, πλανήτης είναι οποιοσδήποτε:

"Υποαστρικό αντικείμενο που δεν έχει υποστεί ποτέ πυρηνική σύντηξη και είναι αρκετά μεγάλο ώστε να στρογγυλεύεται από τη δική του βαρύτητα."

Αυτός ο ορισμός θα περιλαμβάνει:

• Ο Πλούτωνας και όλοι οι νάνοι πλανήτες,
• Μεγάλα φεγγάρια όπως ο Γανυμήδης, ο Τιτάνας και η Σελήνη,
• Αντικείμενα πλανητικής μάζας ελεύθερα αιωρούμενα που δεν συνδέονται με αστέρι.

Γιατί έχει σημασία

Αυτή η ευρύτερη άποψη δίνει έμφαση στη γεωλογική πολυπλοκότητα και τις ενεργές διεργασίες—πολλές από τις οποίες ο Πλούτωνας και άλλοι νάνοι πλανήτες εμφανίζουν. Αντικατοπτρίζει τον τρόπο με τον οποίο οι πλανητικοί επιστήμονες μελετούν τους κόσμους ως διαφορετικούς και δυναμικούς, αντί να τους φιλτράρουν με τροχιακή συμπεριφορά.

Ωστόσο, θα αύξανε κατά πολύ τον αριθμό των πλανητών στο Ηλιακό Σύστημα, πιθανώς σε πάνω από 100 , το οποίο πολλοί εκπαιδευτικοί και ιδρύματα θεωρούν μη πρακτικό.

Συχνές Ερωτήσεις (Συχνές Ερωτήσεις)

Ε:Μπορεί ο Πλούτωνας να γίνει ξανά πλανήτης;
Α:Ενδεχομένως. Εάν η IAU επανεξετάσει τον ορισμό της ή υιοθετήσει ένα γεωφυσικό μοντέλο, ο Πλούτωνας θα μπορούσε να ανακτήσει την κατάσταση του πλανήτη. Ωστόσο, μια τέτοια αλλαγή θα απαιτούσε διεθνή συναίνεση.

Ε:Είναι η Σελήνη της Γης πλανήτης;
Α:Όχι. Η Σελήνη δεν είναι πλανήτης επειδή περιφέρεται γύρω από τη Γη, όχι τον Ήλιο. Κατατάσσεται ως φυσικός δορυφόρος, παρόλο που είναι μεγαλύτερος από ορισμένους πλανήτες και πλανήτες νάνους.

Ε:Πόσοι νάνοι πλανήτες υπάρχουν;
Α:Πέντε αναγνωρίζονται επίσημα από την IAU, αλλά οι αστρονόμοι εκτιμούν ότι μπορεί να υπάρχουν εκατοντάδες στη ζώνη του Κάιπερ και όχι μόνο.

Ε:Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός πλανήτη και ενός πλανήτη νάνου;
Α:Και οι δύο είναι σφαιρικοί και περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο, αλλά ένας πλανήτης καθαρίζει την τροχιά του από τα συντρίμμια, ενώ ένας πλανήτης νάνος όχι.

Ε:Οι εξωπλανήτες υπόκεινται στον ίδιο ορισμό;
Α:Όχι επίσημα. Ο ορισμός του πλανήτη της IAU ισχύει μόνο για το Ηλιακό Σύστημα. Οι εξωπλανήτες γενικά ορίζονται από τη μάζα και τη διαδικασία σχηματισμού, αλλά ένας τυποποιημένος παγκόσμιος ορισμός εξακολουθεί να εξελίσσεται.

Αναφορές

• Lecavelier des Etangs, A.; Lissauer, Jack J. (2022). «Ο ορισμός λειτουργίας της IAU για έναν εξωπλανήτη». Νέες Κριτικές Αστρονομίας . 94 101641. doi:10.1016/j.newar.2022.101641
• Moses, Julianne (2014). «Εξωηλιακόι πλανήτες:Συννεφιά με πιθανότητα μπάλες σκόνης». Φύση . 505 (7481):31–32. doi:10.1038/505031a
• Stern, S.A.; Levison, H.F. (2002) Αναφορικά με τα Κριτήρια για την Πλανητότητα και τα Προτεινόμενα Σχήματα Ταξινόμησης Πλανητών. Στο:Rickman, H., Ed., Highlights of Astronomy 12:205-213, Astronomical Society of the Pacific, San Francisco. doi:10.1017/S1539299600013289
• Zeilik, Michael A.; Gregory, Stephan A. (1998). Εισαγωγική Αστρονομία &Αστροφυσική (4η έκδ.). Saunders College Publishing. ISBN 978-0-03-006228-5.