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太空系列(8)矮行星—太陽系中已知最大的矮行星假老九-冥王星

簡介8546天,其軌道與冥王星的其他衛星共振

與土星結構相似的行星是什麼星

冥王星是太陽系中已知最大的矮行星,於1930年被發現。它被認為是太陽系第9大行星已有75年,直到發現

鬩神星

和其他類似物體,導致它在2006年從行星降級為矮行星。

關鍵事實和摘要

它是第一個被發現的柯伊伯帶天體,也是已知最大的冥王星。它於1930年由克萊德·湯博(Clyde Tombaugh)發現,並被列為太陽系的第九顆行星,已有75年的歷史。

自1990年代初以來,在發現其他類似大小的物體後,它作為行星的地位受到質疑。在2005年發現鬩神星後,冥王星在2006年被從行星降級為矮行星,此前IAU定義了“行星”一詞。

冥王星是已知第九大和第十大質量的物體,直接繞太陽公轉。然而,當涉及到外海王星的天體時,

它是體積最大的,但質量不如鬩神星

它以羅馬冥界之神的名字命名,相當於希臘神話中的哈迪斯。

它主要由冰和岩石製成。與地球的月球相比,它相對較小,大約是月球質量的六分之一,體積的三分之一。

像其他柯伊伯帶天體一樣,它有一個偏心軌道。然而,偏心率適中,軌道傾斜,因為它的範圍從30天文單位到49天文單位。

由於其軌道,冥王星週期性地比海王星更接近太陽。與海王星的穩定軌道共振可以防止它們相撞。來自太陽的光在大約5。5小時內到達冥王星,平均距離為39。5天文單位。

它有五個衛星:Charon,Styx,Nix,Kerberos和Hydra。卡戎是最大的,直徑剛好超過冥王星的一半。它是矮行星中已知最大的衛星。

冥王星和卡戎之間的關係是抽象的。它們被認為具有雙星系統關係,因為它們軌道的重心不位於任何一個物體內。

冥王星上的一天持續約153小時,而圍繞太陽的整個旅程在大約248年內完成。它的衛星Charon也在大約153小時內繞冥王星執行,從未升起或落下,盤旋在面向冥王星的同一地點,只有一側,這種狀態稱為潮汐鎖定。

它的半徑為737英里或1,185公里,因此它的寬度約為地球寬度的1/6,直徑為1,445英里/2,326公里。

它的表面以山脈,山谷和隕石坑為特徵。溫度從-375到-400華氏度/-226到-240攝氏度不等。

透過Urbain Le Verrier在1840年使用牛頓力學,發現天王星的軌道上存在微擾。在海王星被發現並計算其質量後,人們推測需要一個更大的物體來解釋這一點,因此行星X的假設誕生了。1894年,商人和天文學家珀西瓦爾·洛厄爾(Percival Lowell)創立了洛厄爾天文臺,並於1906年開始尋找X行星近十年,直到洛厄爾於1916年去世。

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洛厄爾不知道,他的調查捕捉到了兩張微弱的冥王星影象,但它們並沒有被認出是什麼。1929年,在他的遺孀為他的遺產而戰之後,對X行星的搜尋重新開始,搜尋仍在繼續。

天文臺主任把尋找X行星的任務交給了一個名叫克萊德·湯博(Clyde Tombaugh)的23歲少年,經過一年的努力,他終於找到了它。這個訊息成為各地的頭條新聞,洛厄爾天文臺因此獲得了命名新發現的權利。

冥王星這個名字是由英國牛津的十一名女學生Venetia Burney在進行調查後提出的,冥王星這個名字以選票獲勝。該名稱於1930年5月1日公佈。當時的小女孩收到了相當於450美元的現代貨幣。最終選擇一個名字,部分原因是冥王星的第一個字母是珀西瓦爾·洛厄爾的首字母縮寫。

分類爭議

冥王星作為行星降級為矮行星至今仍備受爭議。即使是現在,NASA仍有身居高位的人強烈選擇將冥王星重新歸類為行星,而其他人則認為冥王星是一顆行星,而不管IAU的決定如何。

美國宇航局局長吉姆·布里登斯廷(Jim Bridenstine)公開宣稱,冥王星絕對應該是一顆行星。2015年美國宇航局新視野號宇宙飛船的觀測顯示,冥王星的複雜性比以前認為的要大。一個可能的地下海洋,表面上的有機物質(生命的潛在前體)和多層大氣層被揭示出來,從而引發了圍繞冥王星的新辯論。冥王星被歸類為行星75年,後來在柯伊伯帶發現類似物體後降級為矮行星。然而,2005年發現

神星,一顆類似於冥王星的矮行星,引起了問題爆發,從而引發了科學界關於什麼應該被認為是行星的辯論。提出了三項要求:

該物體必須圍繞太陽執行

物體必須足夠大,才能被自身的重力包圍。

它必須清除其軌道周圍的社群。

冥王星未能滿足第三個條件。它的質量大大小於其軌道上其他物體的總質量0。07倍,而地球是軌道上剩餘質量的170萬倍,沒有月球。

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無論如何,辯論仍在進行中。2006年,美國方言協會(American Dialect Society)投票選出了“年度詞彙”(“冥王星”就是“貶低或貶低某人或某事”。即便如此,冥王星還是獲得了一些勇氣,因為“冥王星”一詞將被用來指代它和其他軌道半長軸大於海王星的物體,並且質量足以達到近球形。

編隊

冥王星是一組物體中最大的成員,這些物體在海王星軌道以外的圓盤狀區域中執行,稱為柯伊伯帶。這個遙遠的領域充滿了數千個微型冰冷的世界,這些世界形成於大約45億年前太陽系的早期。冥王星的起源和身份長期以來一直困擾著天文學家。

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冥王星與彗星具有共同的特徵,就像太陽風逐漸將冥王星表面吹入太空一樣。從理論上講,冥王星可能是由於眾多彗星和相關柯伊伯帶天體的聚集而形成的。雖然冥王星是已知最大的柯伊伯帶天體,但海王星的衛星海衛一稍大,具有相似的地質和大氣層,並且被認為是捕獲的柯伊伯帶天體。

神星的大小與冥王星差不多,但不是柯伊伯帶的永久成員,因為它也到達了一個稱為散射盤的連接種群。柯伊伯帶物體:

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許多柯伊伯帶天體與海王星有2:3的軌道共振,被稱為冥王星。它們被認為是一個物體的殘餘物,可以與許多其他物體一起形成一個行星,但它們未能完全融合成一個成熟的行星。據信,冥王星目前的位置歸功於海王星在太陽系形成早期經歷的突然遷移。尼斯模型要求在最初的微行星盤中有大約一千個冥王星大小的天體,其中包括海衛一和

神星。

距離、大小和質量

由於其軌道,冥王星週期性地比海王星更接近太陽。與海王星的穩定軌道共振可以防止它們相撞。來自太陽的光在大約5。5小時內到達冥王星,平均距離為39。5天文單位。在最遠的點上,冥王星與太陽的距離為48。9天文單位,最接近的距離為29。7天文單位。目前冥王星距離地球34。3天文單位,光從它到我們大約需要4小時45分鐘。

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冥王星的表面積比俄羅斯大一點,大約是美國的一半寬,重力為0。063克,地球有1克。它的直徑為2,376公里或1476英里,半徑為1,188公里/738英里。它的大小大約是地球的1/6/18%,它的直徑是地球月球的70%。

冥王星的質量僅為地球的0。22%或地球月球的18%。冥王星的質量也小於其他六顆衛星:土衛六,木衛四,埃歐,木衛三,歐羅巴和海衛一。冥王星的直徑是小行星穀神星的兩倍多,質量是小行星穀神星的十幾倍,穀神星是小行星帶中最大的天體。它的質量不如矮行星鬩神星。

軌道和旋轉

冥王星上的一天持續約153小時,而圍繞太陽的整個旅程在大約248年內完成。它有一個不尋常的軌道,無論是橢圓形還是傾斜的。它的橢圓形軌道可以使它離太陽48。9天文單位,離太陽29。7天文單位,但平均大約是39天文單位。

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即使冥王星似乎會與海王星相撞,但它們的軌道是對齊的,因此它們永遠無法做到這一點,甚至無法彼此靠近。冥王星的自轉週期,一天,等於6。39個地球日。像天王星和金星一樣,它表現出逆行旋轉,從東向西旋轉。冥王星在其軌道平面的“一側”旋轉,軸向傾斜120°,因此它的季節性變化是極端的。在冬至時,四分之一的表面處於連續的日光中,另外四分之一處於完全黑暗的環境中。

地質、結構和大氣

冥王星的表面主要由約98%的氮冰組成,並含有微量的甲烷和一氧化碳。氮和一氧化碳在Tombaugh Regio的西葉Sputnik Planitia所在的反卡戎面上最豐富。它有覆蓋著水冰的山脈。

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冥王星的表面變化很大,亮度和顏色都有很大的差異。它是太陽系中對比最鮮明的天體之一,與土星的衛星Iapetus形成鮮明對比。顏色從炭黑色,深橙色和白色不等。它與埃歐的顏色相似,但橙色多一點,紅色的比例明顯少於火星。

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值得注意的地理區域包括Tombaugh Regio,或“心臟”,其月球Charon,Cthulhu Macula或“鯨魚”對面的一側的大片明亮區域,尾隨半球上的大片黑暗區域,以及“黃銅指節”,前半球上的一系列赤道黑暗區域。Sputnik Planitia是“心臟”的西葉,是一個1000公里/621英里寬的冰凍氮和一氧化碳冰盆地。有明顯的冰川流入和流出盆地的跡象。然而,它沒有任何隕石坑,這表明它的表面不到1000萬年的歷史。

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冥王星的密度為1。860±0。013克/釐米3並且沒有磁場。由於放射性元素的衰變最終會加熱冰層,使岩石與它們分離,科學家們預計冥王星的內部結構是不同的,岩石物質已經沉降到一個密集的核心,周圍環繞著水冰的地幔。

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據推測,其核心的直徑約為1700公里/1,056英里,幾乎是冥王星直徑的70%。

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冥王星的大氣層類似於彗星的大氣層。它有一個薄而脆弱的大氣層,當它靠近太陽時會膨脹,當它遠離太陽時會坍縮。當它接近太陽時,它的表面冰昇華,從固體變成氣體,並上升形成暫時的稀薄大氣層。新的結果表明,它可能仍然是氣態的。大氣氣體的存在被追蹤到1670公里高/1037英里,並且沒有尖銳的上邊界。

脆弱的大氣由氮氣、甲烷和一氧化碳組成。根據新視野號的測量,表面壓力約為1 Pa,比地球大氣壓力低約100萬至10萬倍。

透過新視野號的觀測,已經發現冥王星的高層大氣比預期的要冷得多,70K/-203。15攝氏度。大氣層分為大約20個有規律間隔的霧霾層,最高可達150公里/93英里。

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衛星

只有五顆天然衛星被發現圍繞冥王星執行。據信,這個衛星系統是在太陽系早期歷史中與冥王星大小相似的天體碰撞後形成的。

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卡戎是冥王星最大的衛星,其次是四顆小得多的環繞雙星衛星:尼克斯、斯泰克斯、克貝羅斯和九頭蛇。它們於1978年由天文學家詹姆斯·克里斯蒂(James Christy)首次發現。所有衛星的軌道週期都以軌道共振和近共振系統相連。4顆小衛星旋轉,不像卡戎那樣對冥王星保持相同的面孔。

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卡戎

它以希臘神話中死者的擺渡人命名。它是冥王星最大的衛星,平均半徑為606公里/377英里。它的直徑大約是冥王星的一半,質量是冥王星的八分之一,是已知矮行星中最大的衛星。由於它的大小,引力的影響使得重心或冥王星系統位於冥王星之外,與太陽和木星的情況相同。有些人更喜歡將冥王星/卡戎視為雙行星,而不是行星和衛星。

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卡戎和冥王星每6。387天繞行一次。它們在引力作用下相互鎖定。每個人都對另一個人保持相同的面孔。它55%由岩石組成,45%由冰組成。它沒有大氣層,其紅色的極地地區,非正式地稱為Mordor,是tholins存在的結果 - 基於甲烷和氮的有機分子。這些分子不被認為是卡戎的原生分子,而是起源於冥王星,並以某種方式被攜帶過來。穿過赤道,一條巨大的可能構造斷裂帶表明,有東西試圖將卡戎撕裂。

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據信,卡戎是在冥王星與類似天體發生碰撞後形成的。另一種理論是,卡戎與冥王星相撞,從而導致其目前的階段。

尼克斯

它的直徑為49。8公里或30。9英里,於2005年6月與九頭蛇一起被發現。它以希臘之夜女神的名字命名。它是冥王星的第三顆衛星,在衛星Styx和Kerberos之間執行。將其命名為Nix和另一顆衛星Hydra的原因是為了紀念新視野號的航天器任務,首字母縮寫為N和H。

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尼克斯的紅色區域很可能是由於撞擊坑造成的。尼克斯的亮度比冥王星暗淡約5000。它被認為是在冥王星遭受碰撞後由碎片形成的。它沒有潮汐鎖定,並且與其他小衛星一樣混亂地翻滾。它在43。9小時內完成旋轉,逆行到冥王星赤道,軸向傾斜132度。自估計以來,旋轉率增加了約10%。

尼克斯繞冥王星- 卡戎重心執行,距離48。694公里,30,257英里,位於Styx和Kerberos軌道之間。冥王星的所有衛星都有非常圓形的軌道,與卡戎軌道共面。尼克斯的軌道週期約為24。8546天,其軌道與冥王星的其他衛星共振。尼克斯與九頭蛇的軌道共振為3:2,與Styx的軌道共振為9:11。

冥 河

Styx的發現是在2012年宣佈的,它是冥王星的第二顆距離衛星,也是最後一顆被發現的衛星,比Kerberos晚一年。它在其最長的維度上大約16公里或9。9英里,軌道週期為20。2天。

它繞冥王星 - 卡戎重心執行,距離為42,656公里,位於卡戎和尼克斯的軌道之間。它與九頭蛇的軌道共振為11:6,與尼克斯的軌道共振為11:9。Styx既是神靈,也是希臘神話中形成地球和冥界邊界的河流。

Kerberos

Kerberos的最長尺寸約為19公里或12英里。這是第四顆被發現的衛星,並於2011年宣佈。Kerberos 的雙葉形狀可能由兩個合併的較小物體形成。

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像其他小衛星一樣,它有一個混亂的旋轉。在新視野號飛越時,Kerberos的自轉週期約為5。33天,其旋轉軸向軌道傾斜約96度。它繞冥王星 - 卡戎重心執行,距離為57,783公里或35,905英里。它在尼克斯和九頭蛇之間繞軌道執行,大約每32。127天繞冥王星進行一次完整的軌道執行。它應該被稱為Cerberus,但這個名字被採用了,因此Kerberos這個名字的希臘語形式被IAU所接受。在希臘神話中,Cerberus是一隻守衛著冥界大門的多頭狗。

水螅

它是冥王星的第二大衛星,直徑約51公里或32英里,略大於尼克斯。它們都是在2005年被發現的。它以希臘神話中的九頭黑社會蛇命名。

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從距離上看,它是冥王星的第五顆也是最外層的衛星,軌道超過冥王星的第四顆衛星Kerberos。它具有由水冰的存在引起的高反射表面,類似於其他冥王星衛星。

九頭蛇比冥王星暗淡約5000倍。九頭蛇表面的水冰相對純淨,與卡戎相比沒有明顯的變暗。與尼克斯相比,九頭蛇的表面光譜略帶藍色。在新視野號飛越冥王星及其衛星時,九頭蛇的自轉週期約為10小時,其旋轉軸向軌道傾斜約110度。九頭蛇是唯一一顆在不到一天的時間內完成自轉的冥王星衛星,使其成為最快的衛星。

九頭蛇繞冥王星- 卡戎重心執行,距離為64,738公里或40,226英里。九頭蛇的軌道週期約為38。2天,與冥王星的其他衛星共振。九頭蛇與尼克斯的軌道共振為2:3,與Styx的軌道共振為6:11。

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