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冥王星
以下資料指的是原來的冥王星,現在已失去名字,定義小行星序列號:134340
根據2006年08月24日國際天文學聯合會大會的決議:冥王星被視為是太陽系的“矮行星”,不再被視為行星。太陽系中有七顆衛星比冥王星大(月球、木衛一、木衛二、木衛三、木衛四、土衛六和海衛一)。
公轉軌道:離太陽平均距離5,913,520,000千米(39.5天文單位)
直徑:2274千米
質量:1.27e22千克
羅馬神話中,冥王星(希臘人稱之為Hades哈迪斯)是冥界的首領。這顆行星得到這個名字(而不采納其他的建議)是由於他離太陽太遠以致於一直沉默在無盡的黑暗之中,湊巧的是冥王星(pluto)開頭的兩字母是發現者PercivalLowell是縮寫。
冥王星是在1930年由於一個幸運的巧合而被發現的。一個後來被發現錯誤的計算“斷言”:基於天王星與海王星的運行研究,在海王星後還有一顆行星。美國亞利桑那州的Lowell天文臺的ClydeW.Tombaugh由於不知道這個計算錯誤,對太陽系進行了一次非常仔細的觀察,然而正因為這樣,發現了冥王星。
發現了冥王星後,人們很快發現冥王星太小及與其它行星運行軌道有差異。對未知行星(PlanetX)的研究還在繼續,但沒發現任何東西。如果採用了旅行者2號飛船計算出的海王星的質量,那麼另一個質量差異就消失了,也就不會有第十顆行星了。
冥王星是唯一一顆還沒有太空飛行器訪問過的行星。甚至連哈勃太空望遠鏡也只能觀察到它表面上的大致容貌。
很幸運,冥王星有一顆衛星,冥衛一。也是靠著好運氣,它才能被發現。這是在1978年,它在向著太陽系內運行時,剛好運行到軌道的邊緣時被發現的。所以可能通過冥衛一觀察許多冥王星的運行,反之亦然。通過精密計算什麼物體什麼部分在什麼時候被覆蓋,以及觀察光亮曲線,天文學家能夠繪出兩個半球光亮區域與黑暗區域的大致地圖。
冥王星的半徑還不很清楚,JPL(JetPropulsionLaboratory,噴氣推進實驗室)的數值1137千米被認為有±8的誤差,幾乎近1%。
儘管冥王星和冥衛一的總質量知道得很清楚(這可以通過對冥衛一運行軌道的週期及半徑精確測量和開普勒第三定律而確定),但是冥王星和冥衛一分別的質量卻很難確定。這是因為要分別求出質量,必須測得更為精確的有關冥王星與冥衛一系統運行時的質心才能確定測量出,但是它們太小而且離我們實在太遠,甚至哈勃太空望遠鏡對此也無能為力。這兩顆星質量比可能在0.084到0.157之間。更多的觀察正在進行,但是要得到真正精密的數據,只有送一艘太空飛行器去那裡。
冥王星是太陽系中第二個反差極大的天體(次於土衛八)。探索這些差異的起因是計劃中的冥王星特快計劃中首要目標之一。
冥王星的軌道十分地反常,有時候比海王星離太陽更近(從1979年1月開始持續到1999年2月)。
冥王星與海王星的共同運動比為3:2,即冥王星的公轉週期剛好是海王星的1.5倍。它的軌道交角也遠離於其他行星。因此儘管冥王星的軌道好像要穿越海王星的軌道,實際上並沒有。所以他們永遠也不會碰撞(這裡有十分細緻的解釋)。
就像天王星那樣,冥王星的赤道面與軌道面幾乎成直角。
冥王星的表面溫度知道很不很清楚,但大概在35到45K(-238到-228℃)之間。
冥王星的成份還不知道,但它的密度(大約2克/立方厘米)表示:冥王星可能像海衛一一樣是由70%巖石和30%冰水混合而成的。地表上光亮的部分可能覆蓋著一些固體氮以及少量的固體甲烷和一氧化碳,冥王星表面的黑暗部分的組成還不知道但可能是一些基本的有機物質或是由宇宙射線引發的光化學反應。
有關冥王星的大氣層的情況知道得還很少,但可能主要由氮和少量的一氧化碳及甲烷組成。大氣極其稀薄,地面壓強只有少量微帕。冥王星的大氣層可能只有在冥王星靠近近日點時才是氣體;在其餘的冥王星的年份中,大氣層的氣體凝結成固體。靠近近日點時一部分的大氣可能散逸到宇宙中去,甚至可能被吸引到冥衛一上去。冥王星特快任務的計劃人想在大氣滑凝固時到達冥王星。
冥王星和海衛一的不尋常的運行軌道以及相似的體積使人們感到在它們倆之間存在著某種歷史性的關系。有人曾認為冥王星過去是海王星的一顆衛星,但是現在認為並不是這樣。一個更為普遍的學說認為海衛一原本與冥王星一樣,自由地運行在環繞太陽的獨立軌道上,後來被海王星吸引過去了。海衛一,冥王星和冥衛一可能是一大類相似物體中還存在的成員,其他一些都被排斥進了Oort奧爾特雲(Kuiper柯伊伯帶外的物質)。冥衛一可能是像地球與月球一樣,是冥王星與另外一個天體碰撞的產物。
冥王星可以被非專業望遠鏡觀察到,但是這是不容易的。MikeHarvey的行星天象圖可以顯示最近冥王星在天空中的方位(以及其他行星),但是還得靠更為細緻的天象圖以及幾個月的仔細觀察才能真正地找到冥王星。由行星程序如“燦爛星河”可以繪製準確的天象圖。
2006年8月24日,該行星經布拉格會議討論,從九大行星行列中排除,正式降格為矮行星。
關於冥王星的行星資格的爭論
冥王星剛被發現之時,它的體積被認為有地球的數倍之大。很快,冥王星也作為太陽系第九大行星被寫入教科書。但是隨著時間的推移和天文觀測儀器的不斷升級,人們越來越發現當時的估計是一個重大“失誤”,因為它的體積要遠遠小於當初的估計。此外,冥王星(pluto)的行星身分也一直以來成了天文學家們爭論的焦點,這也是因為一直以來對行星沒有一個具體清楚的定義。尤其,自1992年首次發現“柯伊伯帶”(KuiperBelt)以來,更多關於天文發現加劇了人們其行星資格的爭論。
新發現重新引發爭論
進入21世紀,天文望遠鏡技術的改進,使人們能夠進一步對海王星外天體(trans-Neptunianobjects)有更深了解。2002年,被命名為50000Quaoar(誇歐爾)的小行星被發現,這個新發現的小行星的直徑(1280公里)要長於冥王星的直徑的一半。2004年,被命名為90377Sedna(塞德娜)的小行星的最大直徑也達到了1800公里,而冥王星的直徑也只不過2320公里。
2005年7月9日,又一顆新發現的的海王星外天體被宣布正式命名為厄里斯(Eris)。根據厄里斯的亮度和反照率推斷,它要比冥王星略大。這是1846年發現海王星之後太陽系中所發現的最大天體。儘管當初並沒有官方的共識,它的發現者和眾多媒體起初都將之稱為“第十大行星”。也有天文學家認為厄里斯的發現為重新考慮冥王星的行星地位提供了有力佐證。
就連冥王星的顯著特徵——它的衛星和大氣,也並不是獨一無二的,海王星外天體帶中的一些小行星也有自己的衛星。而且厄里斯的天體光譜分析也顯示它和冥王星有著相似的地表,此外厄里斯也有一個較大的衛星戴絲諾米婭(Dysnomia)。
國際天文學聯合會(IAU)的決議——開除冥王星行星“星籍”
根據國際天文學聯合會2006年8月24日通過的決議,被稱為行星(planet)的天體要符合三個主要條件。
1.該天體須位於圍繞太陽的軌道之上
2.該天體須有足夠大的質量來克服固體應力以達到流體靜力平衡(hydrostaticequilibrium)的形狀(近於球形)
3.該天體須已經清空了其軌道附近的區域
而冥王星則不符合上述第三條行星標準。
國際天文學聯合會進一步決議通過冥王星應該歸入矮行星(dwarfplanet)之列,而且可以作為尚未命名的一類海王星外天體的原形。在此決議之前,人們也提出了不同的行星方案,其中一些甚至提到除了冥王星外也取消地球水星的行星資格,而另外一些則提議將一些小行星也納入行星之列。
2006年1月“新地平線”號發射,預計2015年到達冥王星進行觀測
九大行星中離太陽最遠、質量最小的要算冥王星了。它在遠離太陽59億千米的寒冷陰暗的太空中蹣跚前行,這情形和羅馬神話中住在陰森森的地下宮殿裡的冥王普魯託非常相似。因此,人們稱其為普魯託(Pluto),在天文學中是普魯託英文名字前兩個字母,又是對冥王星發現有推動之功的美國天文學家洛韋爾(PercivalLowell)姓名的縮寫。
冥王星是最晚發現的一顆行星,和天王星、海王星的發現相比,冥王星的發現可算得上“好事多磨”。冥王星的亮度很弱,只有15等,即使在大望遠鏡拍攝的照片上,它和普通的恆星也沒有什麼差別,要想在幾十萬顆星星中找到它,真好比是大海撈針。
在尋找冥王星的工作中,天文愛好者出身的美國天文學家洛韋爾詳細計算了這顆未知行星的位置,用望遠鏡仔細尋找,付出了十幾年的心血。直到1916年11月16日,他突然去世。
1925年,洛韋爾的兄弟捐獻了一架口徑32.5厘米的大視場照相望遠鏡,性能非常好,為繼續搜尋新行星提供了優越的條件。1929年,洛韋爾天文臺臺長邀請湯博(ClydeWilliamTombaugh)加入未知行星的蒐索行列。他們一個一個天區地蒐索,拍攝了大量底片,並對每張底片進行細心地檢查,工作艱苦、乏味。1930年1月21日,湯博終於在雙子星座的底片中發現了這顆新行星。
質量:0.0024地球質量
半徑:1350千米
週期:90465日
軌道半長徑:39.87天文單位
軌道偏心率:0.256
軌道傾角:17.1°
奇特的軌道
冥王星在發現之初曾被認為是一顆位於海王星軌道外的行星,但後來的事實證明並非完全如此。譬如,在1979年1月21日~1999年3月14日這段時間,冥王星就比海王星更靠近太陽。這是由於冥王星軌道的偏心率、軌道面對黃道面的傾角都比其它行星大。冥王星在近日點附近時比海王星離太陽還近,這時海王星成了離太陽最遠的行星。每隔一段時間,冥王星和海王星會彼此接近,在黃道投影圖上兩顆行星的軌道交叉。但不必擔心它們會碰撞,因為它們的軌道平面並不重合,即使在交叉點附近,它們之間的距離仍然是很大的。它們會像運行於立體交叉公路上的車輛一樣,各自飛馳而過。
衛星的發現
1978年7月,美國海軍天文臺的克里斯蒂在研究冥王星的照片時,偶然發現冥王星小小的圓面略有拉長。他把1970年以來所有的冥王星照片都找出來,結果發現這一現象是有規律地出現的,于是他斷定冥王星有一顆衛星。由於冥王星離我們實在太遠了,以致在大望遠鏡裡也不能把冥王星和它的衛星分開。這好比氣象站的風速計,一根橫杆連著兩個圓球,在疾風中旋轉。從遠處看去,兩個圓球融成一體,只能察覺出它時圓時扁的變化。冥王星的衛星被命名為查龍(Charon)。在希臘神話中查龍是普魯託的一個役卒,專在冥海上渡亡靈。查龍的公轉週期與冥王星的自轉週期一樣,都是6.39日。
冥王星直徑有多大
由於冥王星太暗太小,發現後很長時間不能確定它的大小。最早估計它的直徑是6600千米,1949年改為10000千米。1950年,柯伊伯用新建的5米望遠鏡將其修正為6000千米,1965年又用冥王星掩暗星的方法定出直徑的上限為5500千米。1977年發現冥王星表面是冰凍的甲烷,按其反照率測算,冥王星的直徑縮小到2700米。1980年用夏威夷莫納克亞山上的3.6米紅外望遠鏡測出的冥王星直徑在2600~4000千米之間,查龍直徑為2000千米。近年一些天文學家觀測指出,冥王星的直徑約為2400千米,比月球(3475千米)還小,而查龍直徑為1180千米,它與冥王星直徑之比是2:1,是九大行星中行星與衛星直徑之比最大的。所以,有人說冥王星和它的衛星更像一個雙行星系統。
未知數最多的行星
冥王星發現至今只有60多年,再加上又小又遠,是目前大行星中面目最為模糊的一顆。20世紀70年代和80年代是太陽系航天探測的黃金時代,九大行星中已有8顆被行星際探測器近探過,只有冥王星是航天器未涉足的死角。在各種天文書刊中給出的行星參數表上,冥王星這一欄留下的空白最多,即使被列出數據,有不少也被打上問號,表示不準確。
除了一大串未知數外,人們對冥王星的身份也有懷疑。冥王星的直徑、質量是行星中最小的,密度為每立方厘米1.8~2.1克,反照率為50%~60%,這同外行星的幾顆大衛星很相似。冥衛星究竟是行星還是衛星?或是一顆大的小行星?然而,不管它是什麼,作為太陽系遙遠邊界上的一個天體,它的神秘感對天文學家有很大的吸引力。相信不久的將來,隨著探測技術的發展,冥王星將成為行星天文學的熱門課題。
有冥外行星嗎?
哥白尼提出日心說時,土星是太陽系的邊界,後來隨著天王星、海王星和冥王星的發現,太陽系邊界一次次外延。然而從理論上說,太陽系的範圍應比現在的九大行星的範圍大幹百倍,甚至上萬倍。太陽系中是否還存在冥外行星?對此,天文學家做了十分浩繁和艱苦的工作。湯博在發現冥王星後的14年裡,一直在用發現冥王星的方法尋找冥外行星。他用閃視比較儀仔細檢查了362對底片(這些底片所覆蓋的面積大約為全天的70%),從每張底片中尋找可能存在的新行星。他發現了大量新天體,卻沒有冥外行星。科學家認為冥外行星如果存在,勢必會使飛近它的探測器受到攝動,其影響足可以在探測器的運行軌道中反映出來。然而旅行者號探測器在飛越過海王星和冥王星軌道之後,運行正常,沒有提供一點點證明未知天體存在的蛛絲馬跡。到底有沒有冥外行星,目前還是一個待解之謎
距地球5900000000km
回覆列表
體積最大的前十名是:木衛三(Ganymede)直徑5262公里,土衛六(Titan)直徑5150公里,木衛四(Callisto)直徑4806公里,木衛一(Io)直徑3642公里,月球(Moon)直徑3476公里,木衛二(Europa)直徑3138公里,海衛一(Triton)直徑2706公里,天衛三(Titania)直徑1578,土衛五(Rhea)直徑1530公里,天衛四(Oberon)直徑1523公里,公里。這前十名中,木星的衛星4顆,土星和天王星的衛星各2顆,海王星和地球的衛星各1顆。只有木星的強大引力才能“管住”這麼多大衛星。現在已知木衛二、木衛三、土衛六和海衛一上都有大氣層。 直徑在200公里以上的衛星有23顆,直徑大於1000公里的衛星有16顆(除了前十大衛星之外還有六顆:土衛八(Iapetus) 直徑1460公里,冥衛一(Charon) 直徑1172公里,天衛二(Umbriel) 直徑1170公里,天衛一(Ariel) 直徑1158公里,土衛四(Dione) 直徑1120公里,土衛三(Tethys) 直徑1060公里),直徑在3000公里以上的衛星6顆。