Ihmiskunnan käsitys planeetan muodostamasta on muuttunut ajan myötä. Vaikka merkittävimmät magnejamme ja tutkijamme uskoivat kerran, että maailma on litteä levy (tai siksak, tai kuutio), he oppivat vähitellen olemaan sfäärinen. Ja nykyaikana he saivat ymmärtämään, että maa oli vain yksi tunnetuissa maailmankaikkeudessa olevista planeetoista.
Ja silti, käsityksemme siitä, mikä on planeetta, kehittyvät edelleen. Yksinkertaisesti sanottuna planeettamääritelmämme on historiallisesti ollut riippuvainen viitekehyksestämme. Auringon ulkopuolisten planeettojen löytämisen lisäksi, jotka ovat ylittäneet normaaliksi katsomiemme rajat, tähtitieteilijät ovat myös löytäneet omassa takapihassamme uusia kappaleita, jotka ovat pakottaneet meidät keksimään uusia luokittelujärjestelmiä.
Kauden historia:
Muinaisille filosofille ja tutkijoille aurinkoplaneetat edustivat jotain täysin erilaista kuin mitä he tekevät tänään. Ilman kaukoputkien apua planeetat näyttivät erityisen kirkkaalta tähdeltä, joka liikkui suhteessa taustatähtiin. Varhaisimmat tallenteet tunnettujen planeettojen liikkeistä ovat vuodelta 2. vuosituhannen eaa., Jolloin Babylonian tähtitieteilijät loivat perustan länsimaiselle tähtitiedelle ja astrologialle.
Näihin kuuluvat Ammisaduqan Venus-tabletti, joka luetteloi Venuksen liikkeet. Sillä välin, seitsemännen vuosisadan eKr. MUL.APIN -tabletit kertoivat auringon, kuun ja silloin tunnettujen planeettojen liikkeistä vuoden aikana (elohopea, Venus, Mars, Jupiter ja Saturnus). Enuma anu enlil -tabletit, myös päivätty 7. vuosisadan eKr., Olivat kokoelma kaikista taivaanilmiöille osoitettuja entejä ja planeettojen liikkeitä.
Klassisen antiikin myötä tähtitieteilijät omaksuivat uuden konseptin planeetoista ruumiina, jotka kiertävät maata. Kun taas jotkut kannattivat heliosentristä järjestelmää - kuten 3. vuosisadan BC-astronomi Aristarchus Samosista ja 1. vuosisadan BC-tähtitieteilijä Seleucus Seleuciasta -, maailmankaikkeuden geosentrinen näkymä pysyi yleisimmin hyväksyttynä. Tähtitieteilijät alkoivat myös luoda matemaattisia malleja ennustaakseen liikkeensä tänä aikana.
Tämä huipentui 2. vuosisadan CE -sarjassa Ptolemaioksen (Claudius Ptolemaeus) julkaisemalla Almagest, josta tuli tähtitieteellinen ja astrologinen kaanoni Euroopassa ja Lähi-idässä yli tuhannen vuoden ajan. Tämän järjestelmän sisällä tunnetut planeetat ja ruumiit (jopa aurinko) pyörivät kaikki maapallon ympäri. Seuraavina vuosisatoina intialaiset ja islamilaiset tähtitieteilijät lisäsivät tätä järjestelmää taivasten havaintojen perusteella.
Tieteellisen vallankumouksen aikaan (noin 15.-18. Vuosisadat) planeetan määritelmä alkoi muuttua uudelleen. Nicolaus Copernicuksen, Galileo Galilein ja Johannes Keplerin ansiosta, jotka ehdottivat ja kehittivät aurinkokunnan heliokeskeistä mallia, planeettoja määriteltiin kohteiksi, jotka kiertävät Auringon eikä maata. Kaukoputken keksintö johti myös parempaan ymmärrykseen planeetoista ja niiden yhtäläisyyksistä maan kanssa.
18 - 20 vuosisatojen välillä löydettiin lukemattomia uusia esineitä, kuita ja planeettoja. Tähän sisältyivät Ceres, Vesta, Pallas (ja pääasteroidivyö), planeetat Uranus ja Neptune sekä Marsin kuut ja kaasujättiläiset. Ja sitten vuonna 1930 Clyde Tombaugh löysi Pluton, joka nimitettiin aurinkokunnan 9. planeetalle.
Koko tämän ajanjakson ei ollut planeetan muodollista määritelmää. Mutta oli hyväksytty yleissopimus, jossa planeettaa käytettiin kuvaamaan mitä tahansa "suurta" kehoa, joka kiertää Auringon. Tämä ja yhdeksän planeetan aurinkokunnan yleissopimus pysyisivät voimassa 2000-luvulle saakka. Siihen mennessä lukuisat löytöt aurinkokunnassa ja sen ulkopuolella johtavat vaatimuksiin muodollisen määritelmän hyväksymisestä.
Ekstrasolaaristen planeettojen työryhmä:
Vaikka tähtitieteilijät ovat jo kauan todenneet, että muilla tähtijärjestelmillä olisi oma planeettojen järjestelmä, ensimmäinen ilmoitettu aurinkojärjestelmän ulkopuolella olevan planeetan löytö (eli ekstrasolaarinen planeetta tai eksoplaneetta) tapahtui vasta vuonna 1992. Tällä hetkellä kaksi radioastronomia Arecibo-observatorion (Aleksander Wolszczan ja Dale Frail) työskentely ilmoitti löytävänsä kaksi planeettaa, joka kiertää pulsaaria PSR 1257 + 12.
Ensimmäinen vahvistettu löytö tapahtui vuonna 1995, kun Geneven yliopiston tähtitieteilijät (Michel pormestari ja Didier Queloz) ilmoittivat 51 Pegasin löytämisestä. 90-luvun puolivälin ja Keplerin avaruusteleskoopin käyttöönoton välillä vuonna 2009 suurin osa ekstrasolaarisista planeetoista oli kaasujätteitä, jotka olivat joko kooltaan ja massaltaan Jupiterin kanssa verrattavissa tai huomattavasti suurempia (ts. ”Super-Jupitereita”).
Nämä uudet löytöt johtivat Kansainvälisen tähtitieteellisen liiton (IAU) perustamaan ekstrasolaaristen planeettojen työryhmän (WGESP) vuonna 1999. WGESP: n ilmoitettu tarkoitus oli ”toimia keskipisteenä kansainväliseen tutkimukseen ekstrasolaaristen planeettojen tutkimisesta”. Tämän jatkuvan tutkimuksen ja lukuisten auringon ulkopuolisten elinten havaitsemisen seurauksena nimikkeistöä yritettiin selkeyttää.
Helmikuusta 2003 lähtien WGESP ilmoitti muuttaneensa kantaansa ja hyväksynyt seuraavan planeetan ”toimivan määritelmän”:
1) Objektit, joiden todelliset massat ovat alle deuteriumin lämpöydinfuusion rajoitusmassan (tällä hetkellä lasketaan olevan 13 Jupiterin massaa aurinkometallisuuden kohteille), jotka kiertävät tähdet tai tähtijäännökset ovat ”planeettoja” (riippumatta siitä, miten ne muodostuivat). Minimaalisen massan / koon, joka tarvitaan ekstrasolaarisen esineen katsomiseksi planeettaan, tulisi olla sama kuin aurinkokunnassamme.
2) Subtellaariset esineet, joiden todelliset massat ovat suurempia kuin deuteriumin ydinfuusion rajoittava massa, ovat ”ruskeita kääpiöitä” riippumatta siitä, miten ne muodostuivat tai missä ne sijaitsevat.
3) Nuorten tähtiklusterien vapaasti kelluvat esineet, joiden massa on alle rajoittavaa massaa deuteriumin ydinfuusioon, eivät ole ”planeetoja”, vaan ovat ”ruskeita kääpiöitä” (tai mikä tahansa nimi sopivin).
22. tammikuuta 2017 mennessä yli 2000 eksoplaneetan löytöä on vahvistettu, ja 3 565 eksoplaneetan ehdokasta on havaittu 2675 planeettajärjestelmässä (mukaan lukien 602 moniplanetaattista järjestelmää).
IAU: n päätöslauselma 2006:
2000-luvun alkupuolella - puolivälissä Kuiperin vyöstä tehtiin lukuisia löytöjä, jotka myös kiihdyttivät planeettakeskustelua. Tämä alkoi Sednan löytöllä vuonna 2003, jonka ryhmä tähtitieteilijöitä (Michael Brown, Chad Trujillo ja David Rabinowitz) työskenteli Palomarin observatoriossa San Diegossa. Käynnissä olevat havainnot vahvistivat, että sen halkaisija oli noin 1000 km ja riittävän suuri hydrostaattisen tasapainon läpikäymiseen.
Tätä seurasi Erisin - vielä suuremman esineen (halkaisija yli 2000 km) - löytö vuonna 2005, jälleen ryhmän muodostaessa Brown, Trujillo ja Rabinowitz. Tätä seurasi Makemaken löytäminen samana päivänä, ja Haumea muutamaa päivää myöhemmin. Muita tänä aikana tehtyjä löytöjä ovat Quaoar vuonna 2002, Orcus vuonna 2004 ja 2007 OR10 vuonna 2007.
Useiden Pluton kiertoradan ulkopuolella olleiden kohteiden löytäminen, jotka olivat riittävän suuria pallomaisiksi, johtivat IAU: n puolesta yrityksiin hyväksyä planeetan muodollinen määritelmä. Lokakuuhun 2005 mennessä 19 IAU: n jäsenryhmä kavensi valintansa luetteloon kolmesta ominaisuudesta. Näitä olivat:
- Maapallo on mikä tahansa aurinkoisella kiertoradalla oleva esine, jonka halkaisija on suurempi kuin 2000 km. (yksitoista ääntä puolesta)
- Planeetta on mikä tahansa aurinkoa kiertoradalla oleva esine, jonka muoto on vakaa oman painovoimansa vuoksi. (kahdeksan ääntä puolesta)
- Planeetta on mikä tahansa aurinkoa kiertoradalla oleva esine, joka hallitsee sen välittömässä läheisyydessä. (kuusi ääntä puolesta)
Koska yksimielisyyteen ei päästy, valiokunta päätti äänestää nämä kolme määritelmää laajemmin. Se pidettiin elokuussa 2006 IAU: n 26. yleiskokouksessa Prahassa. Aihe saatettiin lopulliseen äänestysluonnokseen 24. elokuuta, minkä seurauksena hyväksyttiin uusi luokitusjärjestelmä, jonka tarkoituksena on erottaa toisistaan planeetat ja pienemmät ruumiit. Näitä olivat:
(1) ”Planeetta” on taivaankappale, joka (a) on kiertoradalla auringon ympärillä, (b) jolla on riittävä massa sen omapainovoimaansa, jotta se voittaa jäykät vartalovoimat niin, että se saa hydrostaattisen tasapainon (melkein pyöreä) muodon , ja (c) on puhdistanut naapurustonsa kiertoradallaan.
(2) ”Kääpiöplanetaatti” on taivaankappale, joka (a) on kiertoradalla Auringon ympäri, (b) jolla on riittävän suuri massa itsensä painovoiman vuoksi voittaakseen jäykät vartalovoimat siten, että se ottaa hydrostaattisen tasapainon (melkein pyöreä) muoto, (c) ei ole puhdistanut naapurialuetta kiertoradallaan, ja (d) ei ole satelliitti.
(3) Kaikille muille kohteille paitsi satelliiteille, jotka kiertävät Auringon, on viitattava yhdessä nimellä “pienet aurinkokunnan elimet”.
Tämän päätöslauselman mukaisesti IAU nimitti Pluto, Eris ja Ceres luokkaan "kääpiöplaneetta", kun taas muut Trans-Neptunian esineet (TNO) jätettiin tuolloin ilmoittamatta. Tämä uusi luokittelujärjestelmä aiheutti paljon kiistoja ja eräitä tähtitieteellisen yhteisön väittelyä, joista monet haastoivat kriteerit epämääräisiksi ja kiistanalaisiksi niiden sovellettavuudessa.
Esimerkiksi monet ovat haastaneet ajatuksen planeetan puhdistamisesta naapurialtaan, vedoten maan läheisten esineiden (NEO) olemassaoloon, Jupiterin troijalaisasteroideihin ja muihin tapauksiin, joissa suuret planeetat jakavat kiertoradallaansa muiden esineiden kanssa. Näitä on kuitenkin torjuttu väitteellä, jonka mukaan nämä suuret elimet eivät jaa kiertoratojaan pienempien esineiden kanssa, vaan hallitsevat niitä ja kantavat niitä mukanaan kiertoradallaan.
Toinen kiinnittymiskohta oli kysymys hydrostaattisesta tasapainosta, joka on kohta, jossa planeetalla on riittävä massa, että se romahtaa oman painovoimansa vaikutuksesta ja muuttuu pallomaiseksi. Aika, jolloin tämä tapahtuu, on täysin epäselvä ajatus, ja siksi jotkut tähtitieteilijät kiistävät sen sisällyttämisen kriteeriksi.
Lisäksi jotkut tähtitieteilijät väittävät, että nämä äskettäin hyväksytyt kriteerit ovat hyödyllisiä vain aurinkoplaneettojen kannalta. Mutta kuten eksoplanetaalitutkimus on osoittanut, muiden tähtiähteiden järjestelmät voivat olla merkittävästi erilaisia. Erityisesti lukuisten "super Jupitereiden" ja "supermaapallon" löytäminen on sekoittanut tavanomaiset käsitykset siitä, mitä pidetään normaalina planeettajärjestelmässä.
IAU: n toimeenpaneva komitea ilmoitti kesäkuussa 2008 kääpiö planeettojen alaluokan perustamisesta toivoen, että määritelmiä selkeytetään edelleen. Yhdessä äskettäin löydettyjen TNO: iden kanssa he perustivat termin “plutoidit”, joka sisälsi tällöin Pluto, Eris ja kaikki muut tulevat Neptunian kääpiöplaneetit (mutta lukuun ottamatta Ceresiä). Ajan myötä Haumea, Makemake ja muut TNO: t lisättiin luetteloon.
Näistä ponnisteluista ja nimikkeistömuutoksista huolimatta ongelma on monille kaukana ratkaisusta. Lisäksi Planet 9: n mahdollinen olemassaolo ulkoisessa aurinkokunnassa on lisännyt keskusteluun enemmän painoarvoa. Ja kun eksoplaneettoja koskeva tutkimus jatkuu - ja ruuvaamattomia (ja jopa miehitettyjä) tehtäviä tehdään muihin tähtijärjestelmiin - voimme odottaa, että keskustelu alkaa kokonaan uudessa vaiheessa!
Olemme kirjoittaneet monia mielenkiintoisia artikkeleita täällä olevista planeetoista Space Magazine -lehdessä. Tässä on kuinka monta planeettaa aurinkojärjestelmässä on ?, Mitkä ovat aurinkokunnan planeetat, aurinkokunnan planeettamme suuruusjärjestyksessä, miksi Pluto ei ole enää planeetta, todisteita jatketaan yhdeksännen planeetan kiinnittämistä, ja mitä ovat ylimääräiset planeetat ?.
Katso lisätietoja tästä artikkelista tieteellisestä amerikkalaisesta artikkelista Mikä on planeetta? Ja IAU: n videoarkistosta.
Astronomy Cast on jakso Pluton planeetta-identiteettikriisistä.
Lähteet:
- NASA: Aurinkokunnan tutkimus - planeetat
- Wikipedia - planeetan määritelmä
- IAU - yleiskokous 2006
