Mikä on planeetta?

Planeettojen löytyminen lähitähtien kiertoradoilta on pakottanut tähtitieteilijät pohtimaan tarkemmin mitä sanalla ”planeetta” oikein tarkoitetaan. On kuitenkin paljon helpompaa kysyä mikä on planeetta kuin tarjota asiaan tyhjentävää vastausta. Siksi koetamme edetä kohti vastausta kysymällä aluksi: ”Onko Pluto planeetta?” Sekin on yksinkertainen kysymys vailla yksinkertaista vastausta.

Tähtitieteilijät pitävät havaintokohteiden ja taivaankappaleiden luokittelusta ja antavatkin niille tavallisesti yleisnimiä kuten ”planeetta”, ”tähti” tai ”asteroidi”. Kansainvälisen tähtitieteen unionin (IAU) mukaan Pluto luokitellaan ”kääpiöplaneetaksi”, koska se ei ole riittävän massiivinen kyetäkseen ”tyhjentämään ratansa ympäristöä muista kappaleista”. Riippumatta siitä, mitä tällaisella määritelmällä tarkoitetaan, on selvää, että Pluto on kokonainen oma maailmansa, kuten New Horizons luotaimen kuvista (Kuva 1.) käy selville. Olisi houkuttelevaa kutsua Plutoa planeetaksi pelkän kuvan perusteella, riippumatta IAU:n päätöksistä.

Kuva 1. Pluto. Kuva: Z.L. Doyle/SwRI/JHU-APL/NASA.

Kansainvälisen tähtitieteen unionin IAU:n mukaan planeetta määritellään seuraavalla tavalla:

  1. Kohde on ”planeetta”, jos se (a) kiertää radallaan Aurinkoa, (b) on riittävän massiivinen saavuttaakseen hydrostaattisen tasapainon ja siten lähes pallomaisen muodon sekä (c) kykenee tyhjentämään ratansa ympäristön muista kappaleista.
  2. Kohde on ”kääpiöplaneetta”, jos se (a) kiertää radallaan Aurinkoa, (b) on riittävän massiivinen saavustaakseen hydrostaattisen tasapainon ja siten lähes pallomaisen muodon mutta (c) ei kykene tyhjentämään ratansa ympäristöä muista kappaleista ja (d) ei ole satelliitti eli massiivisemman kappaleen kiertolainen.
  3. Kaikki muut Aurinkoa kiertävät kohteet paitsi satelliitit ovat ”pieniä Aurinkokunnan kappaleita”.

Vaikka Pluto kiertää radallaan Aurinkoa ja on riittävän massiivinen saavuttaakseen hydrostaattisen tasapainon ja siten lähes pallomaisen muodon (Kuva 1.), se ei ole kyennyt tyhjentämään ratansa ympäristöä muista kappaleista muuttamalla niiden ratoja vetovoimansa avulla. Siksi IAU päätti luokitella Pluton kääpiöplaneetaksi ja siirsi sen syrjään Aurinkokunnan varsinaisten planeettojen harvalukuisesta joukosta.

Päätöksen ongelmat käyvät välittömästi ilmi, kun muistetaan, että Jupiter, Aurinkokunnan suurin planeetta, ei myöskään ole kyennyt tyhjentämään ratansa ympäristöä muista kappaleista. Jupiterin radalla ja sen lähiympäristössä on tuhansia troijalaisiksi kutsuttuja asteroideja. Silti kenellekään ei ole tullut edes mieleen kyseenalaistaa Jupiterin statusta planeettana. Lisäksi, puhuttaessa Aurinkokunnan ulkopuolisista planeetoista, eksoplaneetoista, IAU:n määritelmä ei ole voimassa. Sen on sovittu soveltuvan vain Aurinkokunnan kappaleiden luokitteluun.

Tähtitieteilijät kutsuvat Aurinkokunnan ulkopuolisia muita tähtiä kiertäviä kappaleita planeetoiksi jos ne ovat (a) riittävän suuria saavuttaakseen hydrostaattisen tasapainotilan ja (b) massaltaan riittävän pieniä, jotta fuusioreaktiot eivät pääse käynnistymään niiden ytimissä. Fuusioreaktioiden käynnistyminen tarkoittaisi tietenkin, että kappale tuottaisi ja säteilisi energiaa kuten varsinaiset tähdet tai ruskeat kääpiöt. Mutta teoreettinen määritelmä on vasta jäävuoren huippu — on erittäin hankalaa selvittää käytännössä kuinka suuria muita tähtiä kiertävät kappaleet ovat, kun jo niiden pelkkä olemassaolo on hankalaa todeta havainnoista.

Kappaleen ylikulusta lähitähden pinnan editse on kohtuullisen suoraviivaista päätellä, että kyseessä on planeetta, kuten Kepler avaruusteleskoopin lukuisat planeettalöydöt osoittavat. Keplerin havannoista löydetyt kappaleet ovat riittävän suuria saavuttaakseen hydrostaattisen tasapainon jo siksi, että ne ovat riittävän suuria peittääkseen tähtiensä pintaa havaittavissa määrin. Mutta entäpä suuremmat kappaleet, jotka ovat kooltaan samaa luokkaa Jupiterin kanssa?

Koska ylikulku voi paljastaa vain kiertolaisen koon suhteessa tähden kokoon, on mahdotonta tietää ovatko jotkut niistä massaltaan suurempia kuin noin 13 kertaa Jupiterin massa, mikä on riittävä ytimen fuusioreaktioiden käynnistymiseen. Tämän rajan ylittäviä kappaleita kutsutaan ruskeiksi kääpiöiksi. Massiiviset kaasuplaneetat, ruskeat kääpiöt ja keveimmät punaiset kääpiötähdet ovat lisäksi halkaisijaltaan suunnilleen samankokoisia, joten niiden erottaminen toisistaan on erittäin vaikeaa ylikulkujen perusteella.

Kappaleiden luokittelu on vieläkin hankalampaa, kun ne on löydetty radiaalinopeusmenetelmällä. Menetelmällä mitataan tähden heilahtelua taivaalla vuoroin kohti havaitsijaa ja havaitsijasta poispäin aiheutuen sen kiertolaisesta, joka vetää tähteä puoleensa eri suunnista ollessaan ratansa eri vaiheissa. Mutta radiaalinopeusmenetelmällä voidaan mitata vain kiertolaisen massan alaraja, joten käy mahdottomaksi sanoa onko jokin yksittäinen kohde massaltaan riittävän pieni ollakseen planeetta, vaikka tilastollisesti voidaan sanoa valtaosan havaituista kohteista olevan ihan oikeita planeettoja.

Kaikeksi huipuksi eksoplaneettojen tapauksessa ei ole mitään mahdollisuuksia selvittää ovatko ne tyhjentäneet ratansa ympäristön muista kappaleista. On lisäksi olemassa havaintoja avaruudessa yksinään vaeltavista kappaleista, jotka ovat kokonsa puolesta planeettoja mutta jotka eivät ole minkään tähden kiertolaisia. Millä nimityksellä niitä pitäisi kutsua?

Ehkäpä kappaleiden luokittelu planeetoiksi vain on vaikeaa ja yleinen planeetan määrittely on yhtä subjektiivista kuin sen, mikä on vaikkapa ”maanosa”. Samalla tavalla esimerkiksi biologit eivät ole kyenneet määrittelemään kattavasti mitä ”elävä” tarkoittaa, vaikka tavallisesti sanovatkin ”tietävänsä mikä on elävää nähdessään sen”. Ehkäpä eri tilanteissa vain tarvitaan erilaisia määritelmiä, kun koetamme sovittaa luonnossa havaittavaa jatkumoa mielivaltaisiin lokeroihimme. Silloin kattavien määritelmien etsiminen voi jopa hankaloittaa asioiden ymmärtämistä enemmän kuin se auttaa näennäisessä luokittelussa.

Mutta entäpä Pluto? Mielestäni se todellakin on oma omituinen maailmansa, jota voimme hyvällä omatunnolla kutsua planeetaksi riippumatta kenenkään subjektiivisista määritelmistä. Vaikka kaikki eivät olisikaan asiasta samaa mieltä, yksi asia on varmaa. Jos Plutoa muistuttava kappale löydettäisiin kiertämässä radallaan jotakin toista tähteä, jokainen tähtitieteilijä kutsuisi sitä silmiään räpäyttämättä planeetaksi eikä miksikään muuksi.


Teksti on muokattu vuonna 2016 Pale Red Dot kampanjan yhteydessä julkaistusta kirjoituksestani ”What is a planet?

Avainsanat: , , , ,

About Mikko Tuomi

Tähtitieteilijä, tutkija, Proxima b:n, Barnard b:n ja kymmenien muiden planeettojen löytäjä. Tähtisumusta tehty.

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggaajaa tykkää tästä: