雙行星

我們的地球-月球系統 – 有時被認為是雙行星。

雙行星和聯行星是非正式的天文學術語，用來描述一顆有著夠大衛星的行星，因而必須考慮那顆衛星是否也算是行星。一個非官方的定義需要考慮軌道的重力中心，質心，是否落在兩者的表面之外。正式的名稱是"聯星系 "，相似的，也稱為雙小行星(或雙迷你行星)系統，像是安地欧普，和雙開普帶天體 (KBO)系統，例如79360 1997CS29和1998WW31。迄2009年，在太陽系中還沒有被官方認可的雙行星。歐洲太空總署曾經提議將地月系統視為雙行星。在2006年8月召開的國際天文聯合會會員大會也曾經選出冥王星和冥卫一（卡倫）系統是雙行星的一種類型。

雙行星的定義

在過去，曾經有一些辯論雙行星和行星-衛星系統之間的精確定義界限。在許多的例子中，都不是問題，因為這些衛星的质量都遠低於系統中的行星，比較特別的是地月系和冥卫系統。太陽系中所有的衛星都低於其行星或矮行星質量的0.00025(1/4000)，但是，月球与地球的質量比是0.0123(1/81)，而冥衛一和冥王星的質量比是0.117(约1/9)。

一個可以接受用來辨別是行星-衛星或雙行星的的分界點依據是這兩者共同的質心(重力中心)位於何處。如果重心不在兩者任何一個的內部，則该系統是一個雙行星系統。在這種情況下，兩個天體都環繞著自由空間中的一個點運轉。照这种定義，冥王星和冥卫一將是雙矮行星系統。而由於潮汐力，月球每年遠離地球1.5英寸(3.74公分) )，目前系統的重心雖然位於地球內部，但終將移到地球之外。所以依照這樣的定義，地月系統在數十億年之後將成為雙行星。在2006年，國際天文聯合會 曾考慮為雙行星下個簡短的正式定義，以將冥王星和冥卫一包括在系統內，但是沒有得到認同。

用雙星或聯星系統的定義來作比較，如果它只取決於重心的位置，則任何一顆在環繞時重心位於母恆星內部的伴星都將被稱為是行星，而重心在母恆星外面的都將被視為另一顆恆星(伴星)。依照這樣的定義，太陽系中除了木星所有的主要行星依然還是行星。日-木重心是唯一重心在太阳表面之外的系統。然而，由於木星不是一顆恆星，所以天文學家面對的困難是需要一個明確的雙行星系統定義。

拔河定義

后来以撒·艾西莫夫建議區分行星-衛星和雙行星要以兩者相互拔河（較勁）的值來辨別這個量是衛星的質量相較於行星和太阳的比例，以及衛星的距離相較於与行星和太阳距離的值。

拔河值$=\frac{m_1}{m_2}\times(\frac{d_1}{d_2})^2$

式中$m_1$为行星质量，$m_2$为恒星质量，$d_1$为卫星与恒星间的距离，$d_2$为卫星与行星间的距离。

以拔河圖來看，土星最大的衛星土衛六（蒂丹）的值是380，它的意思是土星對土卫六的的引力比太阳对土卫六的引力大了380倍。

除了冥王星和冥卫一之外，艾西莫夫的拔河圖有所有的行星和一些衛星的數值，因為當時對冥王星及其衛星的所知還不夠多。他指出，即使是那些被認為是被木星捕獲的外圍衛星，木星对它们的約束力也僅是比太阳強一些。然而只要拔河值仍然大於1，太阳就會失去對這些天體的約束，而由行星控制著。

對地球的衛星月球，太阳確實贏得了拔河，地球的拔河值僅有0.46，這意味著地球對月球的約束力只有不到太阳的一半。由太阳對月球的重力是地球的兩倍，艾西莫夫推論地球和月球必須是一個雙行星系統。這事實上也是他在許多本著作中指出月球應該是顆行星，而不是地球的衛星的主要原因。

“

我們必須正視月球，因為將之视為地球的衛星或是捕獲物是不准确的，而應該如同地球一樣是顆行星，一起繞著太阳。更明確的說，在地月系統之內，最簡單的描述方法就是月球繞著地球運轉；但是，如果以正確的尺度描繪地球和月球繞行太阳的圖，你會看到月球軌道無處不是凹向太阳的，即它總是朝向太阳下坠。其它所有的衛星都无例外，通過它們軌道的任何一部分，都是漂離太阳的，它們都不同於我們的月球，取得主導權的是它們的行星。

”

—— Isaac Asimov

科幻中的雙行星

• Romulus和Remus (星艦奇航記)
• New Washington and Franklin (Jerry Pournelle's The Prince)
• Opal and Quake (Charles Sheffield's Summertide)
• Roche and Eau (Robert L. Forward's Rocheworld)
• Urras and Anarres in (Ursula K. Le Guin's The Dispossessed)
• Genji and Chujo (Murasaki)
• Caprica and Gemenon (Caprica & Battlestar Galactica)
• Fire and Water (Lexx)

相關條目

维基词典上的词义解释：

雙行星

• 2006行星定義
• 行星定義
• 希爾球
• 天然衛星
• 月球軌道
• 克魯特尼

參考資料

• "Clyde Tombaugh (1906-97) Astronomer who discovered the Solar System's ninth planet", Nature 385 (1997) 778 (Pluto and Charon are "the only known example of a true double planet".)
• "It's not easy to make the Moon", Nature 389 (1997) 327 (comparing double planet theory of Moon formation and Pluto-Charon as double planet)