冥王星的發(fā)現(xiàn)是人類對海王星外天體的首次探索,由于海王星以外的世界距離地球十分遙遠(yuǎn),約為44.96億公里,這個地方寒冷、黑暗、充滿了很多的未知,所以我們一開始對冥王星這顆“行星”的誤解也最深。 冥王星在西方以羅馬神話中掌管地獄的死神“普魯托”命名,從中文名我們也能看出其與地獄之神有關(guān),甚至在部分地方,例如印度會直接稱冥王星為閻羅王星。從名字看確實挺恐怖的,可能是當(dāng)時人們對這顆星不甚了解的緣故的,不過冥王星在當(dāng)年所稱的“九大行星”中確實挺奇葩的。 冥王星的發(fā)現(xiàn) 我們知道海王星還有一個美稱叫做“筆尖上的行星”,它的發(fā)現(xiàn)并不是人們通過觀測偶然發(fā)現(xiàn)的,而是來自于人們對天王星運(yùn)行軌跡的實際觀測,并通過牛頓引力理論預(yù)測得出的。 1781年天文學(xué)家威廉·赫歇爾通過觀測發(fā)現(xiàn)了天王星這顆新行星,40年后的1821年天文學(xué)家亞歷克西斯·布瓦德首次對天王星的運(yùn)行進(jìn)行了準(zhǔn)確的觀測與分析。 他發(fā)現(xiàn)其與牛頓引力的預(yù)測不符,天王星在近日軌道上運(yùn)行得太快,然后逐漸減速恢復(fù)正常,在遠(yuǎn)日點又比預(yù)測的運(yùn)行速度要慢。 唯一的解釋就是在天王星的外軌道上還存在一顆尚未被發(fā)現(xiàn)的行星,于是人們根據(jù)牛頓引力理論,準(zhǔn)確的預(yù)測出了新行星的位置,并在1846年準(zhǔn)確的最預(yù)測的位置上發(fā)現(xiàn)了海王星。 海王星的發(fā)現(xiàn)點燃了人類探索外太陽系的熱情,這說明我們可以用理論去準(zhǔn)確的預(yù)測未知事物,這對天文學(xué)家來說簡直太魔幻了,在19世紀(jì)末天文學(xué)家又效仿對海王星發(fā)現(xiàn)的過程,對海王星的軌道進(jìn)行觀測,并預(yù)測在海王星外還存在一顆大行星會對海王星的軌道產(chǎn)生引力攝動。 于是人們就在這樣的理論基礎(chǔ)上,開始搜尋第九大行星(X行星),1930人們在海王星外軌道就發(fā)現(xiàn)了神秘的第九大行星——冥王星。 這里存在的問題是,雖然我們發(fā)現(xiàn)了冥王星,但是搜尋冥王星的理論基礎(chǔ)是錯誤的,在海王星以外的太陽系,已經(jīng)不是想內(nèi)太陽系這樣穩(wěn)定的天體系統(tǒng)了,而是柯伊伯帶這樣的小行星和矮行星的世界,當(dāng)時人們的并不知道,而是認(rèn)為在海王星之外存在大行星引力源。因此當(dāng)時人們發(fā)現(xiàn)冥王星的時候,對其質(zhì)量的估計也是錯誤的,認(rèn)為它至少和地球的質(zhì)量差不多。 所以雖然冥王星被發(fā)現(xiàn)后轟動了全世界,太陽系九大行星的說法也變得家喻戶曉,但它自從被發(fā)現(xiàn)就一直存在爭議。 冥王星另類的地方 異常的軌道傾角。 在太陽系中除了冥王星以外的八大行星的公轉(zhuǎn)軌道面基本上都處在一個平面上,也就是與太陽的黃道平面幾乎是沒有夾角的,水星的最大為7°,金星的也就是3.4度。 而冥王星的軌道平面與太陽的黃道平面夾角達(dá)到了17°,如果我們從太陽系的側(cè)面看行星的運(yùn)行軌跡,就會看出冥王星的軌道平面斜插在黃道平面上。這也就說明了,冥王星的起源和其他的八大行星不一樣。 冥王星軌道具有非常大的偏心率。太陽系的天體基本上都處在一個橢圓的軌道上運(yùn)行,也就是太陽處在橢圓軌道的一個焦點上,不過冥王星的軌道偏心率要大于太陽系中的其他行星為0.2482,而地球的偏心率只有0.0167。 也就是說冥王星的軌道近日點距離太陽為29.7AU,遠(yuǎn)日點為49.3AU(1AU為一個地日距離),這種反常的軌道導(dǎo)致了冥王星近日點跑到了海王星的軌道以內(nèi)。 極低為溫度和稀薄的大氣。遙遠(yuǎn)的也是一個冰雪世界,據(jù)估計冥王星由70%的巖石和30%的冰組成,直徑2300公里比月球還要小,質(zhì)量只有月球的六分之一,但冥王星在已知矮行星中的質(zhì)量是排第二的,最大的是鬩神星,這足以見得矮行星是一類質(zhì)量非常小的天體。 雖然冥王星質(zhì)量小,但在外太陽系卻能保持自己十分稀薄的大氣,可能由一些氮、一氧化碳和甲烷組成,大氣溫度在-180℃,冥王星表面溫度為-220℃。這樣的世界一片死寂…… 奇異的伴星,太陽系內(nèi)天體潮汐鎖定最極端的例子。 雖然冥王星的質(zhì)量非常小,為1.473×10^22千克,但是卻擁有一個質(zhì)量高達(dá)1.52×10^21千克的衛(wèi)星,稱為冥衛(wèi)一(卡戎),卡戎在19740km的距離上繞冥王星旋轉(zhuǎn),但是由于其質(zhì)量達(dá)到了冥王星的1/8,因此在旋轉(zhuǎn)的過程中也將冥王星甩動了起來,它們兩個沿一個共同的質(zhì)心在旋轉(zhuǎn)。 并且在漫長的歲月中,由于引力的作用,兩個星球已經(jīng)完美地實現(xiàn)了潮汐鎖定,也就是說,這兩個星球永遠(yuǎn)都在面對面地轉(zhuǎn)圈。 心形冰原萌翻地球。 冥王星雖然奇葩,但也有萌點。2015年美國的新視野號探測器經(jīng)過9年多的飛行,飛掠冥王星,并且拍攝到了冥王星上的心形冰原。于是在網(wǎng)友的想象力下,冥王星就變成了一個充滿愛意的星球。 冥王星從行星中被除名 上文也說了,一開始我們認(rèn)為冥王星是一顆行星,完全是因為我們對它不了解,甚至是錯誤的估計了它的質(zhì)量。所以從1930年發(fā)現(xiàn)冥王星以后,它就一直被認(rèn)為是太陽系的第九大行星。 但是人們在后來經(jīng)過30年的持續(xù)的觀測,發(fā)現(xiàn)了冥王星的真實質(zhì)量和體積,竟然比我們的月球還要小,比月球小也不足以扳倒它的行星地位,但是時間到了2000年以后,人們在海王星外的世界陸續(xù)地發(fā)現(xiàn)了大量的新天體,而且個頭也越來越大,其實這里正是小行星、矮行星的發(fā)源地柯伊伯帶。 尤其是在2005年人們外海王星的世界發(fā)現(xiàn)了比冥王星質(zhì)量更大的鬩神星,這就讓人們開始考慮要不要再把冥王星認(rèn)為是太陽的第九大行星了,如果繼續(xù)這樣劃分行星的話,那么將來的太陽系估計還會發(fā)現(xiàn)更多的向冥王星這樣的行星。 由于是在2006年國際天文學(xué)會就重新對行星進(jìn)行了定義,并且將冥王星踢出了行星行列,歸類為了矮行星。 |
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