冥王星為什么被除名
冥王星在1930年被發(fā)現(xiàn),同時(shí)也被列為太陽(yáng)系九大行星之一,可是就在2006年,冥王星被評(píng)為“矮行星”,從九大行星中除名,在擁有大行星的稱(chēng)號(hào)76年之后,冥王星為什么被除名?不如與外星網(wǎng)一同探索這其中的原因。
冥王星的發(fā)現(xiàn)
1930年,24歲的農(nóng)家少年、羅威爾天文臺(tái)新招聘的觀測(cè)助理湯博,在寒冷的亞利桑那州高原上經(jīng)過(guò)8個(gè)月艱苦的巡天式觀測(cè)和仔細(xì)比對(duì)后,首次發(fā)現(xiàn)了冥王星。這是首次由美國(guó)天文學(xué)家利用美國(guó)的觀測(cè)設(shè)備發(fā)現(xiàn)的新行星,是標(biāo)志世界科學(xué)中心從歐洲大陸轉(zhuǎn)移到美國(guó)的重要事件之一,美國(guó)人對(duì)此充滿自豪,親切地稱(chēng)冥王星為“美國(guó)行星”。
冥王星直徑2301千米,是柯伊伯帶的主要天體,一直以來(lái)都被認(rèn)為是太陽(yáng)系九大行星之一。冥王星的軌道是一個(gè)非常扁的橢圓,遠(yuǎn)日點(diǎn)約為74億千米,近日點(diǎn)為44億千米,與太陽(yáng)的平均距離約為59億千米,是日地平均距離的40倍,繞太陽(yáng)一圈需要漫長(zhǎng)的248年。但從體積上,冥王星卻是圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的第十大天體。
這是因?yàn)槊赘卟祭实热惶煳膶W(xué)家2005年7月發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)系中最大的矮行星、直徑2326±12千米的鬩神星。鬩神星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的0.27%,比冥王星重約27%。它距離太陽(yáng)97個(gè)天文單位,公轉(zhuǎn)周期為557年,位于比柯伊伯帶更遠(yuǎn)的太陽(yáng)系離散盤(pán),不屬于柯伊伯帶天體。除了鬩神星,他們同時(shí)還發(fā)現(xiàn)了鳥(niǎo)神星。2天后發(fā)現(xiàn)妊神星。至此,柯伊伯帶至少有冥王星、鳥(niǎo)神星、妊神星三顆矮行星。
從此以后,冥王星與水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星并稱(chēng)為太陽(yáng)系九大星系??墒蔷驮?006年,冥王星被天文學(xué)家評(píng)為“矮行星”,不再符合新的大行星要求,排除在九大行星之外。
2006年,國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)給行星下了新的定義,第一、它得是一個(gè)還是圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的天體。第二、它要有足夠大的質(zhì)量來(lái)克服固體應(yīng)力以達(dá)到流體靜力平衡的形狀。第三它清空了所在軌道上的其他天體。需要同時(shí)滿足這三個(gè)條件才能成為大行星,可是后來(lái)隨著觀測(cè)手段的進(jìn)步,特別是光電測(cè)量等技術(shù)的引入,通過(guò)對(duì)掩恒星等事件的觀測(cè),確認(rèn)了冥王星的直徑只有2000多公里,比月球還要小不少,實(shí)在和其他外圍行星(木星、土星、天王星、海王星)格格不入。
而且在1978年,美國(guó)天文學(xué)家詹姆斯·克里斯蒂在檢查拍攝到的冥王星的照片時(shí),發(fā)現(xiàn)冥王星側(cè)面有一個(gè)明顯的腫塊,由此推斷冥王星有一顆衛(wèi)星。這個(gè)衛(wèi)星被命名為卡戎,如此一來(lái)冥王星也不符合行星的第三個(gè)定義。于是在2006年,冥王星和卡戎被定義為“矮行星”,從九大行星中除名。
冥王星是目前太陽(yáng)系中最遠(yuǎn)的行星,其軌道最扁,以致最近20年間冥王星離太陽(yáng)比海王星還近。從發(fā)現(xiàn)它到現(xiàn)在,人們只看到它在軌道上走了不到四分之一圈,因此過(guò)去對(duì)其知之甚少。而且冥王星的質(zhì)量遠(yuǎn)比其他行星小,甚至在衛(wèi)星世界中它也只能排在第七、第八位左右。冥王星的表面溫度很低,因而它上面絕大多數(shù)物質(zhì)只能是固態(tài)或液態(tài),即其冰幔特別厚,只有氫、氦、氖可能保持氣態(tài),如果上面有大氣的話也只能由這三種元素組成。
1978年,美國(guó)天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的冥王星有衛(wèi)星。這一發(fā)現(xiàn)使得科學(xué)家有理由相信,冥王星的實(shí)際大小比原來(lái)估計(jì)的要小的多,甚至比月球還要小。由于它的質(zhì)量過(guò)小,所以冥王星沒(méi)有吸引它的衛(wèi)星圍繞著冥王星本身在運(yùn)轉(zhuǎn),而是冥王星和它的衛(wèi)星在圍繞著兩者中間的一個(gè)公共點(diǎn)在運(yùn)轉(zhuǎn)。
在任務(wù)的最初構(gòu)想期, 我們天文學(xué)家把冥王星想象成一個(gè)不尋常的星球。它很小,表面冰冷、崎嶇,與圍繞太陽(yáng)系旋轉(zhuǎn)的巨大氣態(tài)星球形成鮮明對(duì)比。 自從探測(cè)器發(fā)射以來(lái),我們對(duì)冥王星及其周邊區(qū)域有了進(jìn)一步的了解,發(fā)現(xiàn)它似乎是一顆常規(guī)星球。
柯伊伯帶是海王星外一片廣闊的區(qū)域,冥王星位于柯伊伯帶的內(nèi)邊緣。成百上千顆直徑100千米以上的星體處于此區(qū)域內(nèi)。還有比這小的星體,數(shù)量更為眾多。每一顆星都有其特別之處。比如鬩神星——已知柯伊伯帶內(nèi)最大的星體,其大氣層在為期558年繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的過(guò)程中,會(huì)時(shí)而被凍結(jié)在表面上,時(shí)而重新升華為氣體。橄欖球形狀的Haumea比太陽(yáng)系中任何巨型星體的自轉(zhuǎn)速度都要快, 這是遠(yuǎn)古時(shí)期它在太陽(yáng)系最外側(cè)與橫沖直撞的冰碎屑碰撞的結(jié)果。鳥(niǎo)神星的地表就像一間化工廠,它緩慢地將固態(tài)甲烷層轉(zhuǎn)變?yōu)橐恍┢嫣氐墓虘B(tài)物質(zhì),其中一些物質(zhì)從未在地球的實(shí)驗(yàn)室外被發(fā)現(xiàn)過(guò)??乱敛畮н€有很多諸如此類(lèi)的奇特星球,比如夸歐爾、亡神星、塞德納和白雪公主。它們中的每一顆都在說(shuō)明, 冥王星不該被算作行星,但也不應(yīng)被歸為矮行星。我們所說(shuō)的行星是形單影只繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的,而冥王星與柯伊伯帶的星球兄弟們共同分享一個(gè)公轉(zhuǎn)軌道。
由此可見(jiàn),冥王星被除名是因?yàn)樗⒉环闲碌男行嵌x,冥王星的質(zhì)量很小,直徑也很小,甚至比月球還要小,而在太陽(yáng)周?chē)刑嗯c冥王星體積大小差不多的恒星,如果還繼續(xù)將冥王星定為行星,那其他的恒星也將定為行星,那么太陽(yáng)系中的行星數(shù)量會(huì)不斷增加,將冥王星從九大行星中除名是最好辦法,從此太陽(yáng)系中只有八大行星。
冥王星的驚喜地貌
北京時(shí)間2015年7月16日凌晨,美國(guó)國(guó)家航空航天局發(fā)布了剛剛從“新視野”號(hào)接收到的數(shù)據(jù)。人類(lèi)看到了冥衛(wèi)一卡戎、冥衛(wèi)三許德拉的近照。在“新視野”號(hào)發(fā)回的冥王星照片中,最引人矚目的亮點(diǎn)無(wú)疑是那個(gè)巨大的心形地貌。這顆聚焦著全世界目光的“冥王星之心”,甚至可能像木星的大紅斑或者土星的行星環(huán)那樣,就此成為人們對(duì)這顆星球的經(jīng)典印象。
這么一個(gè)鬼斧神工的地貌究竟是如何形成的?“新視野 ”號(hào)團(tuán)隊(duì)的研究成員凱里·利瑟在接受采訪時(shí)表示,它可能是一片廣袤的“雪原”。只不過(guò)此雪非彼雪——“新視野”號(hào)的遙感探測(cè)表明,這片區(qū)域的主要成分是氮,而并非像地球上的雪那樣,主要是由水構(gòu)成。對(duì)冥王星的紅外成像則顯示出這顆冰凍天體表面甲烷冰的不同分布。但最讓人激動(dòng)的,是迄今最清晰的冥王星光學(xué)照片。在這張近距離飛掠前1個(gè)半小時(shí)拍攝的照片上,冥王星心形區(qū)域的左下角隆起一條高達(dá)3500米的山脈??茖W(xué)家推測(cè),這是在不到1億年前形成的年輕地貌。冥王星上有冰山,這是迄今看到的太陽(yáng)系最年輕地貌之一。
這一發(fā)現(xiàn)讓科學(xué)家們驚喜。“新視野”號(hào)探測(cè)項(xiàng)目首席科學(xué)家艾倫·斯特恩認(rèn)為,這片山脈一定是由水冰基巖構(gòu)成,因?yàn)橼ね跣潜砻嫦鄬?duì)較薄的甲烷、一氧化碳和氮冰層不夠堅(jiān)硬,無(wú)法形成高山地質(zhì)。另一科學(xué)家杰夫·摩爾則表示,這是迄今在太陽(yáng)系看到的最年輕的地貌之一。這條僅僅占據(jù)冥王星表面不到1%面積的山脈,顯示出這片區(qū)域活躍的地質(zhì)活動(dòng)。他認(rèn)為,這片區(qū)域本應(yīng)由于幾十億年間遭到隕石撞擊而傷痕累累,但“新視野”號(hào)發(fā)回的圖片卻顯示這片區(qū)域沒(méi)有出現(xiàn)任何隕坑。他推斷,是最近的地質(zhì)活動(dòng)改變了這里的面貌,抹去了隕石撞擊的證據(jù)。
類(lèi)似的地表特征也呈現(xiàn)在冥衛(wèi)一卡戎的表面。“新視野”號(hào)上遠(yuǎn)程勘測(cè)成像儀拍攝的圖片發(fā)現(xiàn),這顆冥王星的“雙子星”表面同樣很少有隕坑,即使是在卡戎赤道以南也是如此??茖W(xué)家本以為陽(yáng)光傾斜地照射在這里,會(huì)讓表面地形投出陰影而容易辨識(shí)。
“驅(qū)動(dòng)冥王星地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的能量來(lái)源令人好奇”。南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院教授周禮勇解釋說(shuō),太陽(yáng)系誕生于45億年前,大部分太陽(yáng)系行星形成于之后的1億年內(nèi),而冥王星等柯伊伯帶的天體最晚于35億年前形成并演化至當(dāng)前的位置。行星地質(zhì)活動(dòng)的能量大都來(lái)自這期間獲得的能量,地球、金星都是如此。“一般來(lái)說(shuō),天體個(gè)頭越小,能量流失越快。很難想象冥王星在形成30多億年后,還有支撐地質(zhì)活動(dòng)的內(nèi)部能量。”周禮勇說(shuō),即使是個(gè)頭比冥王星略大的月球,研究認(rèn)為經(jīng)過(guò)幾十億年的演化,目前已經(jīng)是一顆接近靜態(tài)的天體,幾乎沒(méi)有地質(zhì)活動(dòng)。作為一顆固態(tài)冰質(zhì)天體,冥王星與類(lèi)地行星和類(lèi)木行星都完全不同,對(duì)其地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的探索很有可能改變我們既有的認(rèn)識(shí)。
冥王星全貌的照片一出,震驚了整個(gè)世界,究竟是那片心形的地貌,更是給天文學(xué)家們一個(gè)大大的驚喜,心形地貌對(duì)于人們研究冥王星更近了一步,對(duì)于冥王星的探索也有了里程碑似的發(fā)現(xiàn),相信人們對(duì)冥王星上的奧秘也會(huì)很快解開(kāi)。
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