science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Een geofysische planeetdefinitie

Montage van elk rond object in het zonnestelsel onder de 10, 000 kilometer in doorsnee, schalen. Credit:Emily Lakdawalla/gegevens van NASA /JPL/JHUAPL/SwRI/SSI/UCLA/MPS/DLR/IDA/Gordan Ugarkovic/Ted Stryk, Bjorn Jonsson / Roman Tkachenko.

In 2006, tijdens hun 26e Algemene Vergadering, de Internationale Astronomische Unie (IAU) heeft een formele definitie van de term "planeet" aangenomen. Dit werd gedaan in de hoop onduidelijkheid weg te nemen over welke lichamen als "planeten" moeten worden aangemerkt, een probleem dat astronomen had geplaagd sinds ze buiten de baan van Neptunus objecten ontdekten die qua grootte vergelijkbaar waren met Pluto.

Onnodig te zeggen, de definitie die ze aannamen resulteerde in een behoorlijke mate van controverse van de astronomische gemeenschap. Om deze reden, een team van planetaire wetenschappers - waaronder de beroemde "Pluto-verdediger" Alan Stern - is samengekomen om een ​​nieuwe betekenis voor de term "planeet" voor te stellen. Op basis van hun geofysische definitie, de term zou van toepassing zijn op meer dan 100 lichamen in het zonnestelsel, inclusief de maan zelf.

De huidige IAU-definitie (bekend als resolutie 5A) stelt dat een planeet wordt gedefinieerd op basis van de volgende criteria:

"(1) Een "planeet" is een hemellichaam dat (a) zich in een baan rond de zon bevindt, (b) voldoende massa heeft voor zijn eigen zwaartekracht om stijve lichaamskrachten te overwinnen, zodat het een hydrostatisch evenwicht (bijna ronde) vorm aanneemt, en (c) de omgeving rond zijn baan heeft vrijgemaakt.

(2) Een "dwergplaneet" is een hemellichaam dat (a) zich in een baan rond de zon bevindt, (b) voldoende massa heeft voor zijn eigen zwaartekracht om stijve lichaamskrachten te overwinnen, zodat het een hydrostatisch evenwicht (bijna ronde) vorm aanneemt, (c) de omgeving rond zijn baan niet heeft vrijgemaakt, en (d) is geen satelliet.

(3) Alle andere objecten, behalve satellieten, in een baan om de zon gezamenlijk worden aangeduid als "kleine zonnestelsellichamen"

Door deze kwalificaties Pluto werd niet langer als een planeet beschouwd, en werd afwisselend bekend als een "dwergplaneet", Plutiodus, Plutino, Trans-Neptuniaans Object (TNO), of Kuipergordel Object (KBO). In aanvulling, lichamen zoals Ceres, en nieuw ontdekte TNO's zoals Eris, Haumea, Makemake en dergelijke, werden ook aangeduid als "dwergplaneten". Van nature, bij sommigen klopte deze definitie niet, niet de minste daarvan zijn planetaire geologen.

Onder leiding van Kirby Runyon - een laatstejaars PhD-student van het Department of Earth and Planetary Sciences aan de Johns Hopkins University - bestaat dit team uit wetenschappers van het Southwest Research Institute (SwRI) in Boulder, Colorado; het National Optical Astronomy Observatory in Tuscon, Arizona; het Lowell Observatorium in Flagstaff, Arizona; en de afdeling Natuur- en Sterrenkunde aan de George Mason University.

Het meest iconische beeld van de flyby van de New Horizon in juli 2015, met het ‘hart’ van Pluto. Credit:NASA/JHUAPL/SwRI

Hun studie - getiteld "A Geophysical Planet Definition", die onlangs beschikbaar werd gesteld op de website van de Universities Space Research Association (USRA) - richt zich op wat het team ziet als een behoefte aan een nieuwe definitie die rekening houdt met de geofysische eigenschappen van een planeet. Met andere woorden, ze geloven dat een planeet zo moet worden aangewezen op basis van zijn intrinsieke eigenschappen, in plaats van zijn orbitale of extrinsieke eigenschappen.

Van deze meer basale set parameters, Runyon en zijn collega's hebben de volgende definitie voorgesteld:

"Een planeet is een substellair massalichaam dat nog nooit kernfusie heeft ondergaan en dat voldoende zelfgravitatie heeft om een ​​sferoïdale vorm aan te nemen die adequaat wordt beschreven door een triaxiale ellipsoïde, ongeacht de baanparameters."

Zoals Runyon in een telefonisch interview aan Universe Today vertelde, deze definitie is een poging om iets vast te stellen dat nuttig is voor iedereen die betrokken is bij de studie van planetaire wetenschap, die altijd geologen omvatte:

"De IAU-definitie is nuttig voor planetaire astronomen die zich bezighouden met de baaneigenschappen van lichamen in het zonnestelsel, en kan de essentie weergeven van wat een 'planeet' voor hen is. De definitie is niet bruikbaar voor planetaire geologen. Ik bestudeer landschappen en hoe landschappen evolueren. Het irriteerde me ook een beetje dat de IAU het op zich nam om iets te definiëren dat ook geologen gebruiken.

"De manier waarop ons brein is geëvolueerd, we geven betekenis aan het universum door dingen te classificeren. De natuur bestaat in een continuüm, niet in discrete dozen. Hoe dan ook, wij als mensen moeten dingen classificeren om orde uit chaos te scheppen. Een definitie hebben van het woord planeet die uitdrukt wat wij denken dat een planeet zou moeten zijn, is in overeenstemming met dit verlangen om orde in de chaos te brengen en het universum te begrijpen."

De nieuwe definitie probeert ook veel van de meer plakkerige aspecten van de door de IAU aangenomen definitie aan te pakken. Bijvoorbeeld, het gaat in op de kwestie of een lichaam al dan niet om de zon draait - wat wel van toepassing is op degenen die in een baan om andere sterren (d.w.z. exoplaneten) worden gevonden. In aanvulling, volgens deze definitie, schurkenplaneten die uit hun zonnestelsel zijn verdreven, zijn technisch gezien ook geen planeten.

En dan is er nog de lastige kwestie van "buurtopruiming". Zoals is benadrukt door velen die de definitie van de IAU verwerpen, planeten zoals de aarde voldoen niet aan deze kwalificatie, omdat er voortdurend nieuwe kleine lichamen worden geïnjecteerd in banen die de planeet kruisen - d.w.z. objecten in de buurt van de aarde (NEO's). Daarbovenop, deze voorgestelde definitie probeert een oplossing te vinden voor wat misschien wel een van de meest betreurenswaardige aspecten van de resolutie van de IAU uit 2006 is.

In overeenstemming met de door Runyon voorgestelde definitie, lichamen zoals Ceres en zelfs de maan zouden als "planeten" worden beschouwd. Krediet:NASA/JPL/Planetary Society/Justin Cowart

"De grootste motivatie voor mij persoonlijk is:elke keer als ik hierover praat met het grote publiek, het volgende waar mensen over praten is 'Pluto is geen planeet meer', " zei Runyon. "De interesse van mensen in een lichaam lijkt verband te houden met het feit of er al dan niet de naam 'planeet' op staat. Ik wil het publiek duidelijk maken wat een planeet is. De IAU-definitie klopt niet met mijn intuïtie en ik vind dat het niet klopt met de intuïtie van andere mensen."

De studie werd voorbereid voor de komende 48e Lunar and Planetary Science Conference. Deze jaarlijkse conferentie, die dit jaar plaatsvindt van 20-24 maart in de Universities Space Research Association in Houston, Texas – waarbij specialisten van over de hele wereld samenkomen om de nieuwste onderzoeksresultaten op het gebied van planetaire wetenschap te delen.

Hier, Runyon en zijn collega's hopen het te presenteren als onderdeel van het Education and Public Engagement Event. Het is zijn hoop dat door middel van een te grote poster, wat een algemeen educatief hulpmiddel is op de Lunar and Planetary Science Conference, ze kunnen laten zien hoe deze nieuwe definitie de studie van de vele lichamen van het zonnestelsel zal vergemakkelijken op een meer intuïtieve en omvattende manier.

"We hebben ervoor gekozen om dit te plaatsen in een gedeelte van de conferentie gewijd aan onderwijs, "zei hij. "Specifiek, Ik wil basisschoolleraren beïnvloeden, rangen K-6, over de definities die ze hun studenten kunnen leren. Dit is niet de eerste keer dat iemand een andere definitie voorstelt dan die van de IAU. Maar weinig mensen hebben het over onderwijs gehad. Ze praten met hun leeftijdsgenoten en er wordt weinig vooruitgang geboekt. Ik wilde dit in een sectie plaatsen om leraren te bereiken."

Van nature, er zijn mensen die zich zorgen zouden maken over hoe deze definitie zou kunnen leiden tot te veel planeten. Als intrinsieke eigenschap van hydrostatisch evenwicht de enige echte kwalificatie is, dan grote lichamen zoals Ganymedes, Europa, en de maan zou ook als planeten worden beschouwd. Aangezien deze definitie zou resulteren in een zonnestelsel met 110 "planeten", men moet zich afvragen of het misschien te inclusief is. Echter, Runyon maakt zich geen zorgen over deze cijfers.

"Vijftig staten is veel om te onthouden, 88 sterrenbeelden is veel om te onthouden, ' zei hij. 'Hoeveel sterren staan ​​er aan de hemel? Waarom hebben we een memorabel nummer nodig? Hoe speelt dat in op de definitie? Als je het periodiek systeem begrijpt dat moet worden georganiseerd op basis van het aantal protonen, you don't need to memorize all the atomic elements. There's no logic to the IAU definition when they throw around the argument that there are too many planets in the solar system."

Since its publication, Runyon has also been asked many times if he intends to submit this proposal to the IAU for official sanction. To this, Runyon has replied simply:

"No. Because the assumption there is that the IAU has a corner on the market on what a definition is. We in the planetary science field don't need the IAU definition. The definition of words is based partly on how they are used. If [the geophysical definition] is the definition that people use and what teachers teach, it will become the de facto definition, regardless of how the IAU votes in Prague."

Regardless of where people fall on the IAU's definition of planet (or the one proposed by Runyon and his colleagues) it is clear that the debate is far from over. Prior to 2006, there was no working definition of the term planet; and new astronomical bodies are being discovered all the time that put our notions of what constitutes a planet to the test. Uiteindelijk, it is the process of discovery which drives classification schemes, and not the other way around.