جدال بر سر تعریف سیاره؛ آیا حذف پلوتو از فهرست سیاره‌های منظومه شمسی منطقی بود؟
در اوت ۲۰۰۶، اتحادیه بین‌المللی نجوم (IAU) با تعریف جدید سیاره، عملا پلوتون را از فهرست سیاره‌های منظومه شمسی حذف کرد. بر‌‌‌اساس تعریف جدید، سیاره عبارت است از جرمی که به دور خورشید بچرخد و جرم کافی داشته (کروی یا نزدیک به کره) و محیط اطراف مدارش را از جرم‌های دیگر پاک‌سازی کرده باشد. اجرامی مثل پلوتو از دو معیار اول برخوردار‌‌‌ند؛ اما معیار سوم را ندارند؛ از‌این‌رو، «سیاره کوتوله» نامیده شدند.
علم با احساسات کاری ندارد و اهمیتی نمی‌دهد هوادار پلوتو هستید یا چه چیزهایی را در دبستان آموخته‌اید. دانشمندان به‌مرورِزمان داده‌های بیشتری درباره منظومه شمسی آموختند و برهمین‌اساس، در دیدگاه‌هایشان تجدیدنظر کردند. کاترین سیسرسکی ستاره‌شناس CEA Saclay در فرانسه است که سال ۲۰۰۶ ریاست IAU را برعهده داشت. وی درباره این موضوع می‌گوید:
معتقدم تصمیم صحیحی برای حذف پلوتو اتخاذ شده است. پلوتو تفاوت زیادی با دیگر سیاره‌های منظومه شمسی دارد و با کشف اجرام بیشتری در آن سوی نپتون، نمی‌توان تمام آن‌ها را در تعریف سیاره‌های منظومه شمسی قرار داد. هدف اصلی به‌هیچ‌وجه تنزل رتبه پلوتو نبود؛ بلکه برعکس پلوتو نوع جدیدی از اجرام منظومه شمسی است که اهمیت زیادی دارد.
ژان لوک مارگوت، دانشمند سیاره‌ای می‌گوید: «کل علم به تشخیص اشتباه ایده‌ها و فرضیه‌های قبلی وابسته است.» بااین‌حال، جیم بل، دانشمند سیاره‌ای دانشگاه ایالتی آریزونا، معتقد است تصمیم حذف پلوتو تمسخرآمیز بود. او هنوزهم بر این عقیده پابرجا است. بل ایده پاک‌سازی مداری پلوتو را منزجرکننده می‌داند. توانایی جمع‌آوری یا پاک‌سازی کل سنگ‌ریزه‌ها، تنها به خود جرم وابسته نیست.
بل می‌گوید هر چیزی با خصوصیات زمین‌شناختی جذاب می‌تواند یک سیاره باشد. دراین‌بین، همه با عقیده بل موافق نیستند؛ مثلا مایک براون، دانشمند سیاره‌ای کلتک، بیان می‌کند: «پانزده سال پیش در‌نهایت تصمیم صحیحی گرفتیم. پلوتو در جای درستی قرار نداشت.»
از سال ۲۰۰۶، داده‌های زیادی درباره پلوتو به‌دست آمد. برای مثال، پلوتو جوّ، ابر، کوهستان‌هایی از یخ آب، زمین‌های نیتروژن منجمد، پوشش‌های برف متانی، تپه‌ها و آتشفشان‌ها دارد. کریستوفر کراکت می‌گوید: «پلوتو دنیای متغیر و پیچیده‌ای متناقص با دنیاهای دیگر در مدار خورشید است.»
مشاهدات کاوشگر نیوهرایزنز ناسا نشان می‌دهد سطح منطقه اسپوتنیک پلانیتا با سلول‌های یخ نیتروژنی (بلوک‌های چندضلعی سفید) پوشیده شده است که به‌طور مرتب مواد تازه از زیر به سطح آن می‌آیند
کاوشگر نیوهرایزنز نشان داد پلوتو با داشتن سطحی جذاب و فعال رقیب دیگر دنیاهای سنگی در بخش داخلی منظومه شمسی است. به‌عقیده فیلیپ متزگر، دانشمند سیاره‌ای، تعریف IAU این ویژگی پلوتو را نادیده گرفته است.
بازگویی داستان
طبق گفته متزگر، هیچ تعریف واحدی برای سیاره وجود ندارد. صدها سال است واژه «سیاره» عبارتی جامع بود. وقتی گالیله سیاره مشتری را با تلسکوپ خود کشف کرد، هر جرم بزرگ متحرکی در آسمان، حتی ماه، در دسته سیاره‌ها قرار می‌گرفت. وقتی ستاره‌شناسان در سده ۱۸۰۰ اجرامی به نام «سیارک» را کشف کردند، باز‌هم آن‌ها را سیاره نامیدند.
پلوتو هم از ابتدا در دسته سیاره‌ها قرار گرفت. کلاید تومباگ، ستاره‌شناس آماتور اهل کانزاس، در سال ۱۹۳۰ به استخدام رصدخانه لاول درآمد. وی در رصدهایش به شواهدی از سیاره موسوم به X دست یافت؛ اما این کشف تصادفی نبود. در سال ۱۹۰۳، ستاره‌شناسی به نام پرسیوال لاول این فرضیه را مطرح کرد که سیاره‌ای مخفی با ابعاد هفت برابر جرم زمین در فاصله ۴۵ برابر دورتر از خورشید قرار دارد. لاول به جست‌وجوی سیاره موسوم به X ادامه داد تا اینکه در سال ۱۹۱۶ درگذشت. این جست‌وجو پس از مرگ او ادامه یافت.
کلاید تومباگ با تلسکوپ خانگی‌اش. او پلوتو را در سال ۱۹۳۰ و ۲۴ سالگی کشف کرد
به‌نظر می‌رسید سیاره جدید مانند زغال سیاه باشد و به‌اندازه آهن متراکم چگالی‌اش دو برابر چگالی سنگین‌ترین سنگ‌های زمینی تخمین زده شد. پژوهش‌های بعدی نشان داد لاول جرم پلوتو را بیش از اندازه واقعی تخمین زده است. جرم واقعی پلوتو یک‌صدم جرم زمین است. همه‌چیز وقتی عجیب‌تر شد که ستاره‌شناسان متوجه شدند پلوتو در آن نقطه تنها نیست. در سال ۱۹۹۲، جرمی با قطر یک‌دهم پلوتو در مدار خورشید و در فضایی فراتر از مدار پلوتو و نپتون کشف شد.
از آن زمان، بیش از دوهزار جرم یخی در منطقه منجمد موسوم به کمربند کویپر کشف شدند و گمان می‌رود تعداد این اجرام بیشتر هم باشند. آگاهی از همسایه‌های پلوتو پرسش‌های جدیدی مطرح کرد: چه عامل مشترکی بین این دنیاهای جدید و عجیب با دنیاهای آشناتر وجود دارد؟ چه عاملی آن‌ها را متمایز می‌سازد؟ با کشف اجرام جدیدتر میل به تعریف رسمی‌تری از سیاره هم افزایش یافت.
در سال ۲۰۰۵، براون اولین اجرام کمربند کویپر را رصد کرد که به‌نظر می‌رسید بزرگ‌تر از پلوتو هستند. اگر پلوتو سیاره نهم بود؛ پس قطعا جرم جدید موجود به زنا (Xena) باید سیاره دهم نامیده می‌شد؛ اما اگر زنا باقی‌مانده منظومه شمسی لایق لقب سیاره نبود؛ پس پلوتو هم باید از فهرست سیاره‌ها خارج می‌شد.
تنش‌ها بر سر دسته‌بندی پلوتو و سنا در سال ۲۰۰۶ در نشست IAU در پراگ به اوج خود رسید. در روز آخر مصادف با ۲۴ اوت، پس از بحث‌ها و جدل‌های شدید، تعریف جدید سیاره رسما به رأی گذاشته شد. پلوتو و سنا با تعریف سیاره سازگار نبودند و در‌نهایت، نام زنا به «اریس» تغییر کرد که خدای نزاع در یونان است.
در ۲۴ اوت ۲۰۰۶ در پراگ، اعضای انجمن بین‌المللی ستاره‌شناسی به تعریف جدید سیاره رأی دادند. بر‌‌‌اساس این تعریف، پلوتو و همسایه آن، اریس، در دسته سیاره‌های کوتوله جای گرفتند و تعداد سیاره‌های منظومه شمسی به هشت عدد کاهش یافت.
پس از حذف پلوتو، کتاب‌ها تغییر کردند و پوستر‌ها مجددا چاپ شدند؛ اما باز‌هم بسیاری از دانشمندان سیاره‌ای، ازجمله دانشمندانی که روی پلوتو مطالعه کرده بودند، نظرشان را تغییر ندادند. متزگر می‌گوید: «دانشمندان سیاره‌ای از تعریف IAU در مقالات خود استفاده نمی‌کنند. ما تقریبا این تعریف را نادیده می‌گیریم.»
متزگر و همکارانش معتقدند دلیل خوبی برای رد تعریف جدید سیاره وجود دارد. متزگر و بل و دیگر دانشمندان مخالف، ازجمله آلان استرن، از مؤسسه پژوهشی جنوب غربی و سرپرست مأموریت نیوهرایزنز، در مقاله سال ۲۰۱۹ و پژوهشی جدیدتر به این مسئله اشاره کرده‌اند. این پژوهشگران پس از بررسی صدها مقاله علمی و کتاب و نامه‌هایی که قدمتشان به قرن‌های گذشته باز می‌گردد، نشان دادند چگونگی استفاده از کلمه سیاره به‌مرورِزمان تغییر کرده است؛ اما نه به شیوه‌ای که مردم تصور می‌کنند.
برای مثال، سرس را در نظر بگیرید که اولین سیاره کوتوله شناخته‌شده است. این سیاره کوتوله در کمربند سیارکی بین مریخ و مشتری قرار دارد. سرس سال ۱۸۰۱ کشف شد و آن زمان در گروه سیاره‌ها قرار گرفت؛ اما پس از کشف اجرام دیگری در کمربند سیارکی، تنزل درجه پیدا کرد. تا انتهای سده ۱۸۰۰، با کشف صدها سیارک سرس تقریبا عنوان سیاره را به‌لطف همسایگانش از دست داد.
دراین‌میان، متزگر و همکارانش متوجه شدند این اصل داستان نیست. سرس و دیگر سیارک‌ها همه به اتفاق هم در دسته سیاره‌های کوچک قرار گرفته بودند و این تعریف تا قرن بیستم هم ادامه داشت. در سال ۱۹۵۱، در مقاله‌ای آمده بود: «تاکنون، هزاران سیاره دور خورشید ما می‌چرخند؛ اگرچه اغلب آن‌ها بسیار کوچک هستند. این سیاره‌های نوزاد می‌توانند به‌اندازه شهری به وسعت پنسیلوانیا باشند.»
سیاره کوتوله سرس در کمربند سیارکی قرار دارد. این جرم زمانی در دسته سیاره‌ها قرار داشت.
تا دهه ۱۹۶۰، یعنی وقتی فضاپیماها رصدهای بهتری از اجرام مختلف انجام دادند، اصطلاح سیاره‌های کوچک از رونق افتاد. با اینکه بزرگ‌ترین سیارک‌ها ظاهری سیاره‌مانند داشتند، اغلب سیارک‌های کوچک نامنظم بودند و این شواهد نشان می‌داد منشأ یا ویژگی‌های متفاوتی از سیاره‌های گردتر و بزرگ‌تر دارند. به‌عقیده متزگر، این حقیقت که سیارک‌ها مدار خود را پاک‌سازی نمی‌کنند، ربطی به تغییر نام آن‌ها ندارد.
حال، درباره قمرها چه می‌توان گفت؟ دانشمندان تا دهه ۱۹۲۰، قمرها را «سیاره» یا «سیاره ثانویه» می‌نامیدند. به‌طور شگفت‌انگیزی انتشارات غیر‌علمی، به‌ویژه تقویم‌های نجومی، از موقعیت اجرام فلکی برای طالع‌بینی استفاده می‌کردند و بر سادگی و تعداد محدود سیاره‌ها اصرار می‌ورزیدند.
متزگر معتقد است تعریف قدیمی‌تر سیاره که شامل قمرها بود، زمانی فراموش شد که علم سیاره‌ای بین سال‌های ۱۹۱۰ و ۱۹۵۰ وارد رکود بزرگی شد. در‌نتیجه کشف تعداد زیادی سیارک، جست‌وجو برای سیارک‌های جدید یا پاک‌سازی مداری آن‌ها کسل‌کننده شده بود. تلسکوپ‌ها هم به‌قدر کافی خوب نبودند که ویژگی‌های سطحی سیارک‌ها را در بخش‌های دیگر فضا بررسی کنند؛ اما داده‌های جدیدی که همراه با سفرهای فضایی منتشر شدند، شباهت قمرها به سیاره‌ها را افشا کردند. از دهه ۱۹۶۰، واژه سیاره مجددا در پژوهش‌های علمی برای توصیف قمرهای گرد و مدوّر در کانون توجه قرار گرفت.
به‌گفته متزگر، تعریف سیاره که برخی قمرها و سیارک‌ها و اجرام کمربند کویپر را دربر می‌گیرد، به قوت خود باقی است. پژوهش‌های دانشمندان سیاره‌ای شامل مقایسه موقعیت مریخ (به‌عنوان سیاره) با تایتان (به‌عنوان یک قمر) و تریتون (قمری که احتمالا از کمربند کویپر سرچشمه گرفته و به دام نپتون افتاده) و پلوتو (سیاره کوتوله) است. متزگر معتقد است ازنظر علمی بهتر است از تعریف سیاره برای توصیف اجرام کیهانی استفاده کرد که ویژگی‌های زمین‌شناختی جذابی، ازجمله ویژگی‌های حیات و نیز پیچیدگی‌هایی مثل کوهستان‌ها تا جوّ و اقیانوس و رودخانه دارند.
پلوتو و صدها یا هزاران جرم دیگر رقیب پلوتو از نظر اندازه و جذب مداری در کمربند یخی پشت منظومه شمسی به نام کمربند کویپر قرار دارند.
متزگر می‌افزاید:
ما ادعا نمی‌کنیم تعریف بی‌نقصی از سیاره داریم که تمام دانشمندان با آن موافق هستند. این همان اشتباهی است که IAU مرتکب شد. ما می‌گوییم تعریف جدید به بحث و بررسی بیشتری نیاز دارد.
تعریف جامع‌تری از سیاره می‌تواند مفهومی دقیق‌تر از منظومه شمسی ارائه دهد. تأکید بر هشت سیاره اصلی نشان می‌دهد این سیاره‌ها بر منظومه شمسی غالب هستند؛ درحالی‌که تعداد زیادی جرم کوچک‌تر وجود دارند که تعدادشان بسیار زیاد است. سیاره‌های اصلی در بازه‌های طولانی در مدار خود باقی نمی‌مانند و در گذشته، غول‌های گازی جابه‌جا شده‌اند. آموزش چشم‌انداز منظومه شمسی که تنها شامل هشت سیاره اصلی است، چندان عادلانه نیست.
دراین‌بین، براون با گفته‌های مذکور مخالف است. او معتقد است قدرت گرانشی سیاره‌های اصلی برای تأثیر بر اجرام اطراف دلیل عمده اهمیت آن‌ها است. علاوه‌بر‌این، هشت سیاره به‌طور واضحی بر منظومه شمسی غالب هستند. بدین‌ترتیب با فکر‌کردن به سیاره‌ها، پرسش‌های بیشتری درباره چگونگی شکل‌گیری منظومه شمسی به وجود می‌آیند. بر‌‌‌اساس یکی از فرضیه‌های متداول به سود تعریف IAU، این تعریف تعداد مدیریت‌پذیری از سیاره‌ها را ارائه می‌کند. آیا می‌توان تصور کرد صدها یا هزاران سیاره وجود داشته باشند؟ یک شخص چگونه می‌تواند تمام این سیاره‌ها را ردیابی و بررسی کند؟
متزگر معتقد است تدریس صرفا هشت سیاره باعث می‌شود افراد از دیگر نقاط فضا غافل شوند. او می‌گوید:
در اوایل دهه ۲۰۰۰، هیجان زیادی برای کشف سیاره‌های جدید در منظومه شمسی وجود داشت و کل این هیجان در سال ۲۰۰۶ به‌پایان رسید. باوجوداین، این اجرام هنوزهم موجودند و ارزش بررسی دارند. تاکنون، حداقل ۱۵۰ سیاره کوتوله کشف شده‌اند که اغلب مردم هیچ سرنخی درباره آن‌ها ندارند.
ایده یادشده ارزش بحث و بررسی را دارد. چرا باید تعداد سیاره‌ها را محدود کرد؟ کودکان می‌توانند اسامی و ویژگی‌های صدها دایناسور یا شخصیت کارتونی را به‌خاطر بسپارند؛ پس چرا آن‌ها را درباره سیاره‌ها تشویق نکنیم؟ چرا مشوق دانش‌آموزان در زمینه کشف و کاوش در اجرام فضایی نباشیم؟
نظرات