□ 聞 新 Victor W.
冥王星距離太陽大約為43億千米。在地球上,利用強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡觀察,冥王星看起來就像一個(gè)模糊的盤子。冥王星呈褐色,表面溫度很低。冥王星表面分布著一些亮點(diǎn),它們可能是極地冰冠,另外還有一些暗點(diǎn)分布在冥王星的表面上。
天文學(xué)家認(rèn)為冥王星被稀薄大氣包圍著,類似于海衛(wèi)一的環(huán)境,周圍的稀薄大氣可能是氮?dú)?。由于沒有詳細(xì)的可視化數(shù)據(jù),所以目前人們還不知道稀薄大氣對冥王星環(huán)境有何影響,但根據(jù)觀察,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)冥王星的稀薄大氣層正逐漸向外膨脹。
哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的冥王星照片
海王星的周圍環(huán)境
到目前為止,我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)冥王星共有4顆衛(wèi)星,分別為卡戎、尼克斯、許德拉和P4。其中“卡戎”(中譯名為“冥衛(wèi)一”)最大,直徑達(dá)到1043千米,是冥王星直徑的一半;尼克斯(中譯名為“冥衛(wèi)二”)和許德拉(中譯名為“冥衛(wèi)三”)較小,直徑在32千米~113千米之間;P4是天文學(xué)家借助哈勃空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的冥王星第四顆衛(wèi)星(中譯名為“冥衛(wèi)四”),暫時(shí)被編號為P4,直徑估計(jì)在13千米~34千米之間??ㄈ值倪\(yùn)行軌道接近冥王星,而尼克斯和許德拉的運(yùn)行軌道離冥王星較遠(yuǎn)。
卡戎的表面布滿了冰凍的氮和甲烷,與冥王星不同的是,卡戎沒有大氣層。另外,卡戎表面沒有反射光線,所以不像冥王星,分布著許多亮點(diǎn)。
冥王星是在1930年由于巧合而發(fā)現(xiàn)的。源于一個(gè)后來被發(fā)現(xiàn)是錯(cuò)誤的斷言:“基于天王星與海王星的運(yùn)行研究,在海王星后還有一顆行星”。美國的天文學(xué)家克萊德·湯博(Clyde W. Tombaugh)根據(jù)這一斷言,在亞歷桑那州羅威爾天文臺對太陽系進(jìn)行了一次非常仔細(xì)的搜尋,發(fā)現(xiàn)了冥王星。
冥王星剛被發(fā)現(xiàn)之時(shí),它的體積被認(rèn)為有地球的數(shù)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(shí)間的推移和天文觀測儀器的不斷升級,人們越來越發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)的估計(jì)是一個(gè)重大“失誤”,因?yàn)樗捏w積要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于當(dāng)初的估計(jì)。2006年的世界天文大會通過決議,將冥王星從九大行星降級成矮行星。
為紀(jì)念克萊德·湯博發(fā)現(xiàn)冥王星的功績,2006年美國發(fā)射的“新地平線”號,裝載著克萊德·湯博的骨灰,飛向遙遠(yuǎn)的太陽系邊界,預(yù)計(jì)在2015年7月14日接近冥王星。
克萊德·湯博發(fā)現(xiàn)了冥王星
“新地平線”號是史上最快的航天器,它是美國航宇局的一項(xiàng)探測計(jì)劃,主要目的是對冥王星、冥衛(wèi)(卡戎)和柯伊伯帶天體進(jìn)行考察。
“新地平線”號發(fā)射后9小時(shí)內(nèi)飛過月球,而美國發(fā)射的“阿波羅”系列飛船需要用兩天半時(shí)間。13個(gè)月后“新地平線”號飛到木星,然后借助木星的巨大引力進(jìn)一步提速,于2015年到達(dá)冥王星。
“新地平線”號的尺寸如一架大鋼琴,重454千克,由于它越飛越遠(yuǎn)離太陽,無法利用太陽能,只能依靠核能源提供動力。它裝備有7種科學(xué)儀器,包括清晰度彩色地圖和冥王星及其冥衛(wèi)一表面成分分析設(shè)備、遠(yuǎn)程勘測成像儀、放射性實(shí)驗(yàn)儀器、太陽風(fēng)分析儀、高能粒子頻譜儀、探測冥王星大氣構(gòu)成的紫外線成像光譜儀和塵埃計(jì)數(shù)器。這些儀器僅僅在工作時(shí)才開機(jī),所以這些儀器的總能耗低于一個(gè)勇于夜間照明的燈泡。
探測冥王星的“新地平線”號
冥王星的軌道位置
冥王星在發(fā)現(xiàn)之初曾被認(rèn)為是一顆位于海王星軌道外的行星,但后來的事實(shí)證明并非如此。例如,在1979年~1999年期間,冥王星就比海王星更靠近太陽。這是由于冥王星軌道的偏心率、軌道面對黃道面的傾角都比其他行星大。冥王星在近日點(diǎn)附近時(shí)比海王星離太陽還近,這時(shí)海王星成了離太陽最遠(yuǎn)的行星。每隔一段時(shí)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?fù)?dān)心它們會碰撞,因?yàn)樗鼈兊能壍榔矫娌⒉恢睾?,即使在交叉點(diǎn)附近,它們之間的距離仍然很大。它們會像運(yùn)行于立體交叉公路上的車輛一樣,各自飛馳而過。
冥王星的軌道非同一般,冥王星圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的軌道比其他行星的軌道更“扁”一些,也即橢圓的偏心率更大一些。8大行星的軌道都在一個(gè)平面內(nèi),好像是8個(gè)大球圍繞著一個(gè)圓盤旋轉(zhuǎn)。而冥王星則是在一個(gè)傾斜的平面內(nèi)圍繞著太陽旋轉(zhuǎn),其軌道一部分在黃道之上,另一部分在黃道之下,另外,它的軌道受柯伊伯帶影響很大。事實(shí)上,正是因?yàn)橼ね跣枪殴值能壍?,使得天文學(xué)家開始懷疑它不屬于行星。
冥王星在軌道上的運(yùn)行周期非常長,它圍繞太陽轉(zhuǎn)一圈需要248個(gè)地球年,也即一個(gè)冥王星年。在1979年~1999年這 20年期間,冥王星的軌道低于海王星,直到2200年以后,還會發(fā)生這種的現(xiàn)象。
冥王星自轉(zhuǎn)一周相當(dāng)于6個(gè)地球天,所以冥王星一天時(shí)間是非常長的。
冥王星的軌道形狀
下期預(yù)告:
冥王星曾經(jīng)是太陽系九大行星之一,但后來被降格為矮行星。宇宙中有許多矮行星,我們已經(jīng)知道冥王星不是最大的矮行星,厄里斯是最大的矮行星,也是太陽系最遠(yuǎn)的星體,所以我們有必要認(rèn)識一下厄里斯。下期名為“太陽系最遠(yuǎn)的星體”,主要圍繞厄里斯運(yùn)行軌道、誰發(fā)現(xiàn)的厄里斯、厄里斯有多少顆衛(wèi)星等問題進(jìn)行介紹和討論,讓讀者對太陽系最遠(yuǎn)的星體有一個(gè)深刻的了解和認(rèn)識。