【深度認識】行星(與恆星不同喔！)

當我們仰望夜空，星點密布，那些會移動的、閃爍卻又和恒星有所不同的，便是古人所稱的「遊星」，今日我們稱之為「行星（Planet）」。在香港這樣光害嚴重的都市裏，雖然未必常能看到整個銀河的壯觀，但還是可以在特定月份辨認到例如金星、木星等明亮行星。那麼，行星究竟是什麼？它們和地球、太陽有甚麼分別？在太陽系中，我們的地球又屬於怎樣的一類？

行星的定義：怎樣的天體才叫行星？

國際天文聯會（International Astronomical Union, IAU）於2006年明確定義「行星」這個詞。根據標準，一個天體要被歸類為太陽系的行星，需符合以下三點：

繞太陽公轉。
有足夠質量使其自身重力克服剛體力而成為幾乎圓球型。
已「清空」軌道附近的其它物體。

這三個條件聽起來有點抽象，不過簡單來說，行星除了要在繞主恒星（如太陽）運行外，還要夠大夠重，能把自己拉成圓形，同時成為該軌道「主宰」——其餘天體不是被它吸走，就是被它掃離軌道。

太陽系的八大行星：概覽與位置

太陽系內現時正式承認有八大行星，根據離太陽的距離由近至遠，分別是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星及海王星。冥王星（Pluto）曾經是第九大行星，但2006年後被劃分為「矮行星（Dwarf Planet）」。

這八大行星通常分為兩類：
類地行星（Terrestrial Planets）：水星、金星、地球、火星——體積較小，多為固體岩石表面。
類木行星（Jovian Planets）：木星、土星、天王星、海王星——體積極大，為氣體或冰氣巨星，無明確實心表面。

基本參數深入比較

為了更具體一點，以下以地球（一切的家）和太陽作座標，比較八大行星的基本特性：

行星名稱	平均半徑（km）	質量（地球=1）	與太陽平均距離（百萬km）	表面溫度（攝氏）	組成	自轉週期（地球時）	公轉週期（地球年）
水星	2,440	0.055	58	-180 ~ 430	岩石、鐵核	58.6天	0.24年
金星	6,052	0.815	108	464	岩石、二氧化碳大氣	-243天（逆行）	0.615年
地球	6,371	1	150	-89 ~ 58	岩石、氮氧大氣	23.9小時	1年
火星	3,390	0.107	228	-140 ~ 30	岩石、二氧化碳稀薄大氣	24.6小時	1.88年
木星	69,911	318	778	-145	氫、氦	9.9小時	11.86年
土星	58,232	95	1,433	-178	氫、氦	10.7小時	29.4年
天王星	25,362	14.5	2,872	-224	氫、氦、甲烷	-17.2小時（逆行）	84年
海王星	24,622	17.1	4,495	-214	氫、氦、甲烷	16.1小時	164.8年

太陽參照：平均半徑約 696,340 km，質量約為地球的 333,000 倍，表面溫度約 5,500°C。

與地球和太陽的比較

從上表可見，行星的差異極大。例如木星的體積比地球大，足以容納超過 1,300 個地球；而水星則比地球細得多，只約地球的 5%。類木行星普遍比地球寒冷得多，因其離太陽遙遠。而金星雖比地球近，但濃厚的二氧化碳（Carbon Dioxide, CO₂）溫室氣體導致其平均表面溫度高達 464°C，比地球溫度還要高非常多，變成名副其實的「地獄星球」。

有趣的是，行星的自轉週期（Rotation Period）和公轉週期（Orbit Period／Orbital Period）各異。地球一天會自轉一圈，但金星自轉極慢且方向還是「逆行」；而木星和土星自轉極快，一天只需 10 小時左右。天王星、海王星則有極長的公轉週期，甚至要地球的 84 或 165 年才繞太陽一圈！

行星的成分與結構

類地行星的內核（Core）通常含有大量鐵（金屬），表層主要為岩石和礦物。而類木行星（氣體巨星）則主要為氫（Hydrogen）與氦（Helium），沒有明顯實心表面。天王星和海王星又被細分為「冰巨星（Ice Giant）」，除了氫氦，亦含有較多水、甲烷（Methane）與氨（Ammonia），因此外表帶點藍綠。

生活化來說，地球就像一顆包餡的鹹蛋黃月餅——外面有岩石地殼，內裏有黏稠的岩漿及含鐵的內核。木星和土星就像一顆雲霧繚繞的大棉花糖（一咬下去其實沒法站腳！）。

行星的歷史與形成

行星的起源可追溯至大約 45 億年前，那時太陽系只是一個混亂的氣體及塵埃雲（太陽星雲，Solar Nebula）。核心物質收縮成了太陽，剩餘的塵埃透過碰撞、凝聚，逐步集結為較大的碎塊，這些逐步長大的天體叫「微行星（Planetesimal）」。後來這些微行星彼此吸引、聚合，形成了今天我們看到的行星。「清空軌道」的過程，指的就是這些原始行星（Protoplanet）將軌道附近的碎片吸收或擠走。

之後，類地行星因靠近太陽，只有岩石類的元素能夠保留下來，於是成為「堅硬」的岩石星球；而較遠地方的行星能夠聚集大量氣體，變成體積巨大的氣體／冰氣行星。

行星的現代探索與發現

近數十年，行星探索突飛猛進。太空探測器如美國 NASA 的「旅行者1號」（Voyager 1）、火星探測車「毅力號」（Perseverance）等，已經近距離拍攝、分析過數顆行星表面和大氣。更令人讚嘆的是，科學家現時已經在太陽系外發現超過五千多顆「系外行星（Exoplanet）」，其中部分甚至可能擁有生命存在的條件，為「尋找第二個地球」鋪路。

行星研究亦幫助天文學家重新思考甚麼才算是一顆「典型」的行星。例如最近的冥王星「降級事件」，就是因為它未能完全「清空」軌道而被重分類。

香港如何觀測行星？

在香港，受限於光污染，實際能見到的行星以金星（常於黃昏清晨亮如明珠、有「啟明星」美譽）、木星、火星、土星為主。有時甚至用肉眼已可分辨，像閃亮不閃爍、顏色獨特的「天星」就是！如果有望遠鏡，夏天可以欣賞到土星的大環（Saturn’s Ring），秋冬就有木星的條紋和四大衛星（Galilean Moons）。