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简介

  
冥王星近景照(想象)
冥王星(读音:míng wáng xīng)起初被认为是太阳系中的一颗大行星,但是在2006年8月24日于布拉格举行的第26届国际天文联会中通过第五号决议,将冥王星划为矮行星(dwarfplanet)。在2008年6月,国际天文学会再将冥王星做为子分类类冥矮行星(Plutoid)的原型。

主要参数

轨道参数

  平均半径 5.91352×10^9 km(39.956天文单位)

  偏心率 0.24901

  公转周期 248年197天5.5小时
曾经的九大行星

  会合周期 366.74天

  平均轨道速度 4.7490 km/s

  轨道倾角 17.1449°

  卫星数量 3

  近日点 4,436,824,613 千米(29.658 340 67 天文单位)

  远日点 7,375,927,931 千米(49.305 032 87 天文单位)

物理特性

  赤道直径 2344 千米

  表面积 1700万 平方千米

  质量 1.290×10^22 千克
冥王星

  平均密度 1.1 g/cm^3

  表面重力加速度 0.6 米/秒^2

  自转周期 6天9小时17.6分

  轴倾角 119.61°

  星体反照率 0.30

  逃逸速度 1.22 km/s

  表面温度

  最低 一般 最高

  33K 44K 55K

大气参数

  气压 0 - 0.01 kPa

  氮 90%

  甲烷 10%

命名

  在希腊神话中,冥王星(希腊文:哈得斯Hades)是地底世界(冥界)之神。哈得斯是宙斯的哥哥,在战胜父亲克洛斯后,负责掌管下界冥土,成为冥王。他的罗马名字是普路同(Pluto),九大行星中最小最外的冥王星。他是地狱和死人的统治者,审判死人给予惩罚。他的妻子是珀耳塞福涅(Persephone)[1],在巡视大地时抢回来的妻子。哈得斯同时是掌管财富的神,掌管地下埋藏的黄金宝石。

  由于冥王星在远离太阳59亿千米的寒冷阴暗的太空中蹒跚前行,这情形和罗马神话中住在阴森森的地下宫殿里的冥王普鲁托非常相似。因此,人们称其为普鲁托(Pluto),在天文学中是普鲁托英文名字前两个字母PL,又是对冥王星发现有推动之功的美国天文学家洛韦尔 (Percival Lowell)姓名的缩写。

  在该星体被发现之后,日本人野尻抱影于1930年以意译建议命名“冥王星”,东亚多个使用汉字的国家大抵也以冥王星来命名。日本于1930年、东京天文台当初使用“プルートー”(“Pluto”的音译),至1943年采纳汉字名称“冥王星”。中国于1933年采用“冥王星”,越南则使用“阎王星”(Diêm V??ng Tinh, 汉喃: Sao DiêmV??ng)作汉字名。使用国语字来书写汉越词产生了一些有关词汇的来源混淆问题,因为汉语及汉越语同时存在大量的异义同音字。例如“明”与“冥”均书写成为“minh”,所以“minh”这一字既可解作“明亮”,亦可解作“阴暗”两个相反的意思。可能正因为这个原因,冥王星的越南语写法并非如其他同属汉字文化圈的国家一样作“MinhV??ng Tinh”(冥王星),而是基于佛教和印度教的神“阎王”而改称“Diêm V??ng Tinh”(阎王星)

冥王星发现

早期探索

  
冥王星的符号
冥王星的亮度只有15等,即使在大望远镜拍摄的照片上,它和普通的恒星也没有什么差别,要想在几十万颗星星中找到它,真好比是大海捞针。在寻找冥王星的工作中,天文爱好者出身的美国天文学家洛韦尔详细计算了这颗未知行星的位置,用望远镜仔细寻找,付出了十几年的心血。直到1916年11月16日,他突然去世。1919年,天文学家休姆逊曾以摄影方法纪录到冥王星,但其中一张照片中的冥王星像在污点上,在另一张相片中冥王星则靠在明亮的恒星附近,结果没有被发现。1925年,洛韦尔的兄弟捐献了一架口径32.5厘米的大视场照相望远镜,性能非常好,为继续搜寻新行星提供了优越的条件。

发现

  1929年,洛韦尔天文台台长邀请汤博(Clyde WilliamTombaugh)加入未知行星的搜索行列。他们一个一个天区地搜索,拍摄了大量底片,并对每张底片进行细心地检查,工作艰苦、乏味。1930年1月21日,汤博终于在双子星座的底片中发现了这颗新行星。

  冥王星是在1930年由于一个幸运的巧合而被发现的。一个后来被发现错误的计算“断言”:基于天王星与海王星的运行研究,在海王星后还有一颗行星。美国亚利桑那州的Lowell天文台的ClydeW. Tombaugh由于不知道这个计算错误,对太阳系进行了一次非常仔细的观察,然而正因为这样,发现了冥王星。

  发现它后,人们很快发现冥王星太小及与其它行星运行轨道有差异。对未知行星(PlanetX)的研究还在继续,但没发现任何东西。如果采用了旅行者2号飞船计算出的海王星的质量,那么另一个质量差异就消失了,也就不会有第十颗行星了。

冥王星尺寸

  由于冥王星太暗太小,发现后很长时间不能确定它的大小。最早估计它的直径是6600千米,1949年改为10000千米。1950年,柯伊伯用新建的5米望远镜将其修正为6000千米,1965年又用冥王星掩暗星的方法定出直径的上限为5500千米。1977年发现冥王星表面是冰冻的甲烷,按其反照率测算,冥王星的直径缩小到2700千米。1980年用夏威夷莫纳克亚山上的3.6米红外望远镜测出的冥王星直径在2600~4000千米之间,卡戎直径为2000千米。近年一些天文学家观测指出,冥王星的直径约为2400千米,比月球(3475千米)还小,而查龙直径为1180千米,它与冥王星直径之比是2:1,是九大行星中行星与卫星直径之比最大的。所以,有人说冥王星和它的卫星更像一个双行星系统。即使在交叉点附近,它们之间的距离仍然是很大的。它们会像运行于立体交叉公路上的车辆一样,各自飞驰而过。

  冥王星的半径还不很清楚,JPL(Jet PropulsionLaboratory,喷气推进实验室)的数值1137千米被认为有±8的误差,几乎近1%。尽管冥王星和冥卫一的总质量知道得很清楚(这可以通过对冥卫一运行轨道的周期及半径精确测量和开普勒第三定律而确定),但是冥王星和冥卫一分别的质量却很难确定。这是因为要分别求出质量,必须测得更为精确的有关冥王星与冥卫一系统运行时的质心才能确定测量出,但是它们太小而且离我们实在太远,甚至哈勃太空望远镜对此也无能为力。这两颗星质量比可能在0.084到0.157之间。更多的观察正在进行,但是要得到真正精密的数据,只有送一艘太空飞行器去那里。

冥王星轨道

  冥王星的轨道十分地反常,有时候比海王星离太阳更近(从1979年1月开始持续到1999年2月)。冥王星与海王星的共同运动比为3:2,即冥王星的公转周期刚好是海王星的1.5倍。它的轨道交角也远离于其他行星。因此尽管冥王星的轨道好像要穿越海王星的轨道,实际上并没有。所以他们永远也不会碰撞。就像天王星那样,冥王星的赤道面与轨道面几乎成直角。 冥王星的表面温度知道得不很清楚,但大概在35到45K(-238到-228℃)之间。

  冥王星和海卫一的不寻常的运行轨道以及相似的体积使人们感到在它们俩之间存在着某种历史性的关系。有人曾认为冥王星过去是海王星的一颗卫星,但是现在认为并不是这样。一个更为普遍的学说认为海卫一原本与冥王星一样,自由地运行在环绕太阳的独立轨道上,后来被海王星吸引过去了。海卫一,冥王星和冥卫一可能是一大类相似物体中还存在的成员,其他一些都被排斥进了奥尔特云(OortCloud,柯伊伯带KuiperBelt外的物质)。冥卫一可能是像地球与月球一样,是冥王星与另外一个天体碰撞的产物。冥王星可以被非专业望远镜观察到,但是这是不容易的。MikeHarvey的行星天象图可以显示最近冥王星在天空中的方位(以及其他行星),但是还得靠更为细致的天象图以及几个月的仔细观察才能真正地找到冥王星。由行星程序如“灿烂星河”可以绘制准确的天象图。

  冥王星是目前太阳系中最远的行星,其轨道最扁,以致最近20年间冥王星离太阳比海王星还近。从发现它到现在,人们只看到它在轨道上走了不到1/4圈,因此过去对其知之甚少。冥王星距离太阳的平均距离约为59亿公里,是地球与太阳平均距离的40倍。而且,它环绕太阳运行的速度只有地球的六分之一,因而要花上248个地球才能围绕行太阳一圈。冥王星于1989年9月5日通过近日点(下次为2237年9月16日)、并将于2114年2月19日过远日点(上次为1866年6月6日)。

  冥王星的轨道是一个非常扁的椭圆,在远日点约有74亿公里;近日点也有44亿公里。另外,轨道偏心率较大,使冥王星有时比海王星离太阳还要略近一些(例如在1989年~1999年2月9日),但冥王星不会因轨道与海王星相交而与之碰撞,因为冥王星的轨道和海王星轨道相比是倾斜的,冥王星近日点时的位置在海王星轨道“上方”,距离海王星轨道3.78亿公里以上。

  冥王星在发现之初曾被认为是一颗位于海王星轨道外的行星,但后来的事实证明并非完全如此。譬如,在1979年1月21日~1999年3月14日这段时间,冥王星就比海王星更靠近太阳。这是由于冥王星轨道的偏心率、轨道面对黄道面的倾角都比其它行星大。冥王星在近日点附近时比海王星离太阳还近,这时海王星成了离太阳最远的行星。每隔一段时间,冥王星和海王星会彼此接近,在黄道投影图上两颗行星的轨道交叉。但不必担心它们会碰撞,因为它们的轨道平面并不重合。

冥王星大气

  冥王星的成份还不知道,但它的密度(大约2克/立方厘米)表示:冥王星可能像海卫一样是由70%岩石和30%冰水混合而成的。地表上光亮的部分可能覆盖着一
冥王星
些固体氮以及少量的固体甲烷和一氧化碳,冥王星表面的黑暗部分的组成还不知道但可能是一些基本的有机物质或是由宇宙射线引发的光化学反应。有关冥王星的大气层的情况知道得还很少,但可能主要由氮和少量的一氧化碳及甲烷组成。大气极其稀薄,地面压强只有少量微帕。冥王星的大气层可能只有在冥王星靠近近日点时才是气体;在其余的冥王星的年份中,大气层的气体凝结成固体。靠近近日点时一部分的大气可能散逸到宇宙中去,甚至可能被吸引到冥卫一上去。

  冥王星的表面温度很低,因而它上面绝大多数物质只能是固态或液态,即其冰幔特别厚,只有氢、氦、氖可能保持气态,如果上面有大气的话也只能由这三种元素组成。

冥王星的卫星

  
冥王星和它的卫星
冥王星现有三颗已知的天然卫星

  冥卫一的发现是在1978年7月,美国海军天文台的克里斯蒂在研究冥王星的照片时,偶然发现冥王星小小的圆面略有拉长。他把1970年以来所有的冥王星照片都找出来,结果发现这一现象是有规律地出现的,于是他断定冥王星有一颗卫星。由于冥王星离我们实在太远了,以致在大望远镜里也不能把冥王星和它的卫星分开。

  冥卫一被命名为卡戎(Charon)。在希腊神话中卡戎是普鲁托的一个役卒,专在冥海上渡亡灵。卡戎的公转周期与冥王星的自转周期一样,都是6.39日。它在向着太阳系内运行时,刚好运行到轨道的边缘时被发现的。所以可能通过冥卫一观察许多冥王星的运行,反之亦然。通过精密计算什么物体什么部分在什么时候被覆盖,以及观察光亮曲线,天文学家能够绘出两个半球光亮区域与黑暗区域的大致地图。

  2005年5月哈勃太空望远镜发现S/2005 P1及S/2005P2两颗冥王星的新卫星,并于翌年6月底的国际天文学合会会议上命名为Nix(尼克斯)与Hydra(许德拉)。

降格矮行星

1、备受争议

  自从70多年前被发现的那天起,冥王星便与“争议”二字联系在了一起,一是由于其发现的过程是基于一个错误的理论;二是由于当初将其质量估算错了,误将其纳入到了大行星的行列。

  1930年美国天文学家汤博发现冥王星,当时错估了冥王星的质量,以为冥王星比地球还大,所以命名为大行星。然而,经过近30年的进一步观测,发现它的直径只有2300公里,比月球还要小,等到冥王星的大小被确认,“冥王星是大行星”早已被写入教科书,以后也就将错就错了。冥王星的质量远比其他行星小,甚至在卫星世界中它也只能排在第七、第八位左右。

  冥王星刚被发现之时,它的体积被认为有地球的数倍之大。很快,冥王星也作为太阳系第九大行星被写入教科书。但是随着时间的推移和天文观测仪器的不断升级,人们越来越发现当时的估计是一个重大“失误”,因为它的体积要远远小于当初的估计。此外,冥王星(pluto)的行星身份也一直以来成了天文学家们争论的焦点,这也是因为一直以来对行星没有一个具体清楚的定义。尤其,自1992年首次发现“柯伊伯带”(KuiperBelt)以来,更多关于天文发现加剧了人们其行星资格的争论。

  2005年7月9日,又一颗新发现的海王星外天体被宣布正式命名为厄里斯(Eris)。根据厄里斯的亮度和反照率推断,它要比冥王星略大。这是1846年发现海王星之后太阳系中所发现的最大天体。尽管当初并没有官方的共识,它的发现者和众多媒体起初都将之称为“第十大行星”。也有天文学家认为厄里斯的发现为重新考虑冥王星的行星地位提供了有力佐证。

  就连冥王星的显著特征——它的卫星大气,也并不是独一无二的,海王星外天体带中的一些小行星也有自己的卫星。而且厄里斯的天体光谱分析也显示它和冥王星有着相似的地表,此外厄里斯也有一个较大的卫星戴丝诺米娅(Dysnomia)。

2、淘汰出局

  2006年8月,在布拉格召开的国际天文联合会第26届大会上,来自各国天文界的权威代表经过投票表决后通过联合会决议,将原来九大行星中的冥王星列入矮行星之列。这意味着太阳系将只有八颗行星。

  按照国际天文学联合会的定义,一个天体要被称为行星,需要满足三个条件:围绕太阳公转、质量大到自身引力足以使它变成球体,并且能够清除其公转轨道周围的其他物体。同时满足上述三个条件的只有水星、金星、地球、火星木星土星、天王星和海王星,它们都是在1900年以前被发现的。而同样具有足够质量、成圆球形,但不能清除其轨道附近其他物体的天体称为“矮行星”,冥王星恰好符合这一定义,并被国际天文学联合会确认是一颗“矮行星”。围绕太阳运转,形状不规则,也不能清除公转轨道周围物体的天体统称为“太阳系小天体”。众多太阳系小天体主要集中在火星和木星轨道之间,估计有50000多颗,现在已发现7000多颗。

  长期以来,人们普遍认为太阳系有九大行星。其实,冥王星自从70多年前被发现的那天起就颇受“争议”。1930年美国天文学家汤博发现冥王星,当时估错了冥王星的质量,以为冥王星比地球还大,所以命名为大行星。但是经过近30年的进一步观测,发现它的直径只有2300千米,比月球还要小,等到冥王星的大小被确认,“冥王星是大行星”早已被写入教科书了。它个头太小,轨道太扁,有时竟跑到海王星轨道的内侧,而且轨道平面相对于地球轨道平面有很大的倾斜,而不像其他行星轨道基本上与地球轨道位于同一平面上。这些特征使其行星地位相当不稳定。此外还有3颗类似冥王星的天体一直未得到“行星”地位。一颗是1801年发现的处于火星和木星之间的原来称作“小行星带”中的“谷神星”,球形,直径1020千米。一颗是1978年发现的“卡戎”,球形,直径约1200千米,看似冥王星的卫星,但冥王星的质量大约只有卡戎的10倍,它们是围绕共同质量中心彼此环绕的。另一颗是2003年发现的2003UB313(昵称“奇娜”),比冥王星轨道还远,体积还大,直径2400千米,一度号称“第十大行星”。如果冥王星继续坐在第九大行星的交椅上,上述这些行星的“名分”如何处理,以后再发现这类天体又如何处理,都成了天文学家的难题。是否要给冥王星“正名”成为此次国际天文学联合会大会的焦点,为此,天文学家给出了各种草案,最后进行了行星定义的表决投票,最终使冥王星从九大行星中出局,并与谷神星、卡戎、2003UB313一道被认为是“矮行星”。

3、花絮

  2009年3月9日在美国伊利诺伊州决定恢复冥王星的行星资格。时至今日,许多业余天文爱好者仍在他们的望远镜上绑上黑纱,以纪念这一“黑暗时刻”。日前,美国伊利诺伊州通过一个决定展现了这个州的“特质”:该州认为国际天文学联合会完全由一帮“傻瓜”组成,决定从今年3月13日起恢复冥王星的行星资格。 

  事实上,伊利诺伊州已将3月13日定为该州的“冥王星日”。伊利诺伊州之所以做出这样的决定,一是因为冥王星的发现者、业余天文学家克莱德·汤博(ClydeTombaugh)出生于伊利诺伊州,二是在国际天文学联合会做出将冥王星降级的决定时,其实只有4%的成员投票。

近期探索

  美国国家航空暨太空总署在2006年1月17日发射无人探测船“新地平线号”,预计2015年到达冥王星进行观测。对冥王星及柯伊伯带进行探索任务。

  在制定这探索计划与发射探测器当时,冥王星是太阳系中唯一一个尚未有人造行星探测器到访的行星,但有点讽刺的是当探测器经过漫长的旅行成功到达目的地前,冥王星已于2006年8月24日被列入为矮行星。当然,冥王星的等级划分并不会真的影响到探索任务本身。

  2010年2月5日消息,美国航天局4日公布了哈勃太空望远镜2002年到2003年间拍摄的部分冥王星图像。天文学家对这批图像进行分析后认为,冥王星正逐渐变红。 美国航天局专家说,这组照片显示冥王星的颜色比以往更加红润,这有可能是冥王星上受日光照射一极的冰融化而在另一极重新冻结造成的。

相关文献和其他含义

文献

  当代·殷谦《天廷秘传》:“初五,有玉京宫宇群显,霓霞障天,云幡盛甚。霎间,爆发星变生巨火,自成一星,在天极星中央,其状宛若明镜,灿灿灼亮,天斗美其名曰金乌。初六,天极星外九星显,乃金、木、水、火、土、地球、海王、天王、冥王八星,各星之距乃二十一万光年,可谓日月似合璧,九星如连珠。”(殷谦·《天廷秘传》第一回)

网络意义

  网上将不和众人太相似的人称为在冥王星。形容信息闭塞,对新事物或者常识长久不知晓,如“楼主,冥王星了。”

小说

  《再见,冥王星》刊登在杂志《萌芽》07年10月号。作者夏茗悠。

  ——你记起了吗?曾经有一颗行星因为弱小得看不见而被踢出了九大行星。

  ——那颗灰色的小星球至今还在某个被人遗忘的角落默默地旋转着。

  ——看不见呢。可是我却听得见。

  ——宇宙中传来的哭泣经久不息。

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