ستاره‌شناس‌ها دوباره می‌خواهند در تعریف سیاره بازنگری کنند

ستاره‌شناس‌ها تقریبا دو دهه پس از آنکه پلوتون از طبقه‌بندی سیاره‌ها کنار گذاشته شد، به دنبال ارائه‌ی تعریفی جدید از سیاره هستند. این تعریف جدید معیارهای قابل اندازه‌گیری مثل جرم سیاره را اضافه خواهد کرد؛ با این‌حال پلوتو در این تعریف هم ناکام خواهد ماند.

در حال حاضر، اتحادیه بین‌المللی اخترشناسی (IAU) سیاره را به‌عنوان جرمی با سه ویژگی تعریف می‌کند: به دور خورشید می‌چرخد، به اندازه‌ی کافی بزرگ است تا بر اثر گرانش به شکل جسمی نسبتا گرد درآید و اجرام کوچک‌تر به جز قمرها را از مدار خود پاکسازی کرده است.

برت گلادمن، ستاره‌شناس دانشگاه بریتیش کلمبیا که همراه با همکارانش تعریف جدید را ارائه داده است، می‌گوید: «مشکل در گذشته این بود که تعریف کمّی از واژه‌ی سیاره نداشتیم». طرح پیشنهادی جدید ۱۷ ژوئیه در مجله‌ی علوم سیاره‌ای منتشر شد و قرار است در ماه اوت در انجمن عمومی IAU ارائه شود.

به‌گفته‌ی گلادمن، بدون نقطه‌ی مرجع کمی، تعریف فعلی سیاره با مشکلات زیادی روبه‌رو می‌شود. برای مثال معیارها مبهم هستند؛ مشخص نیست اجرام موردنظر تا چه اندازه باید بزرگ باشند یا تا چه مقدار مدار اطراف خود را پاکسازی کنند تا سیاره درنظر گرفته شوند. برای مثال سیاره‌های زمین و مشتری دارای سیارک‌هایی هستند که به‌صورت منظم از مسیرشان عبور می‌کنند؛ بنابراین این پرسش مطرح می‌شود که آیا این سیاره‌ها واقعا مدار اطرافشان را پاکسازی کرده‌اند یا خیر. تعریف فعلی همچنین اجرام چرخان به دور ستارگان غیرخورشید، مانند بیش از ۵۵۰۰ سیاره فراخورشیدی را نادیده می‌گیرد.

با این‌حال مشکل‌سازترین بخش تعریف، معیار گرد بودن است. به گفته‌ی ژان لوک مارگو، ستاره‌شناس UCLA و مؤلف ارشد پژوهش:

گرد بودن به‌سادگی قابل مشاهده نیست. ما فناوری لازم را برای بررسی این معیار نداریم و به‌زودی هم به آن نخواهیم رسید.

بنابراین تعریف جدید به‌جای تمرکز بر معیارهایی مثل گرد بودن و مسیرهای مداری، بر کمیتی قابل اندازه‌گیری یعنی جرم تأکید دارد.

دانشمندان برای اطمینان از منطقی و بی‌طرفانه‌بودن چارچوب طبقه‌بندی خود از روشی به نام خوشه‌بندی غیرنظارتی استفاده کردند که الگوریتمی برای گروه‌بندی اجرام مشابه است و با موفقیت هشت سیاره‌ی منظومه‌ شمسی را دسته‌بندی کرد.

ستاره‌شناس‌ها معتقدند که توانایی پاکسازی مسیرهای مداری را که به عنوان سلطه‌ی دینامیکی شناخته می‌شود، می‌توان با جرم سیاره تعیین کرد. تنها اجرام با جرم کافی شامل هشت سیاره‌ی فعلی (عطارد، زهره، زمین، مریخ، مشتری، زحل، اورانوس و نپتون)، قادر به اعمال سلطه‌ی دینامیکی هستند.

سلطه‌ی دینامیکی همچنین محدودیت جرمی کمتری را برای جسمی که واجد شرایط طبقه‌بندی به‌عنوان سیاره است، تعیین می‌کند. بااین‌حال، پلوتو که دارای جرم 1.31x10^22 کیلوگرم است، باز هم در تعریف جدید سیاره محسوب نمی‌شود.

در رابطه با گرد بودن، شکل جسمی نجومی با جرم بالاتر از 10^21 کیلوگرم معمولا دراثر کشش گرانشی گرد می‌شود. درنتیجه به باور مارگو، تعریف جدید اصلا در تضاد با تعریف فعلی نیست، بلکه دقت آن را افزایش می‌دهد. گلادمن می‌افزاید:

انسان‌ها بسیار به زبان و اسامی و طبقه‌بندی وابسته هستند زیرا این روش ما برای تفکر درباره‌ی جهان است. به این صورت می‌توانیم پیچیدگی جهان را طبقه‌بندی کنیم. می‌خواهیم به چیزها اسم دهیم و آن‌ها را در دسته‌ها قرار دهیم. دانشمندان هم از این قاعده مستثنی نیستند و می‌خواهند این کار را به شیوه‌ای دقیق انجام دهند.

همیشه احتمال مخالفت وجود دارد. مارگو طرح پیشنهادی برای تعریف جدید سیاره را در ماه اوت در نشست عمومی IAU ارائه خواهد داد، اما انتظار نمی‌رود همه با آن موافقت کنند. بلکه او امیدوار است از طریق ارائه پژوهشگرها بتوانند افرادی را شناسایی کنند که به این فرضیه علاقه‌مند هستند و می‌خواهند بحث را ادامه دهند.