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第29章 太阳系的边界—冥王星

 冥王星概况

海王星发现以后,天文学家们又觉察到,当把海王星对天王星的引力影响考虑在内,天王星的计算位置和实测结果仍有微小的偏离,海王星的运动也不很正常。19世纪末,许多人猜测在海王星外可能还有大行星。1905年,美国天文学家洛威尔预测、推算出了这颗大行星的位置,并用照相方法搜寻。但由于这颗星太暗了(亮度为15等),多年寻找均未能成功。1929年,人们制成了一架专门为这个课题而设计的广角天体照相仪,并在沿黄道带天区巡视。年轻的观测员汤博经过一年的辛勤劳动,检视底片上几十万个星象,终于在1930年2月发现了这颗不易认出的行星,取名为冥王星。

1930年1月23日洛威尔天文台的汤博在这张照片上发现了冥王星双子δ星周围的光晕是因为光线在照片后面反射而成的。此星之所以命名为冥王星(Pluto),是因为它是一颗死寂的行星。普鲁托是古罗马人的冥界之王,中国人称为阎罗王。这个星球是太阳系已知的九大行星中认识最少的一个。因为现在还没有任何从地球上发射的太空飞船到过这一个渺小的星球。

在太阳系中,冥王星的体积是最小的,也是同太阳的平均距离最远,质量最小的一颗行星,致使它表面的温度几乎接近零下240摄氏度。它绕太阳运行一周历时248年之久,平均速度每秒只有3.0英里。冥王星在远离太阳59亿千米的寒冷阴暗的太空中缓缓而行,从冥王星上看太阳只是一颗明亮的星星,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。冥王星的质量是地球质量的0.0024倍,这不仅比水星质量小,甚至比月球质量还小,它的密度为每立方厘米1.8~2.1克,反照率为50%~60%。地面观察显示,冥王星的表面覆盖着固体的甲烷,它有一层薄薄的大气。随着冥王星渐渐远离太阳,这层薄薄的气体将逐渐在地表凝固。冥王星的自转方向跟金星一样,都是由东向西转。它的赤道跟天王星差不多,太阳照耀着其北半球或南半球多达一百年的时间。

冥王星有一颗卫星,于1978年5月由美国海军天文台的克里斯蒂发现,卫星定名为卡戎(希腊神话中载亡灵渡过冥河的艄公的名字),其直径为1 300千米,质量为1.6×10+{24}克,轨道半径为19 700千米。冥卫绕冥王星转动的周期为6天多,与冥王星的自转周期相同。它是太阳系中惟一的天然同步卫星。

 冥王星在九大行星中能否有一席之地

我们都知道,太阳系中有九大行星,即水星、金星、地球、火星、木星、土星和天王星、海王星、冥王星。但是,近些年来,这种认识出现了争论,有人认为冥王星不是行星。

1930年3月13日,美国年轻的天文学家汤博发现了冥王星。自那以后,随着天文观测技术的进步和有关冥王星参数的增多,一方面它作为行星的理由在不断补充,另一方面否定它行星资格的疑问也接踵而来,致使天文学家对冥王星在太阳系中究竟是九大行星之一,还是小行星的地位争论不休。

认为冥王星符合行星基本特征的理由是:它是围绕太阳旋转的圆球形天体,它拥有一颗天然卫星,还有大气层,具备了作为行星的基本条件。

由于冥王星与太阳的平均距离约59亿千米,相当于日地距离的39.44倍,在轨道上运行的速度是每秒4.47千米,自转一周需6天9小时17分,绕太阳公转一周需248年,从发现至今走了不到三分之一圈,再加上它的体积小,所以人们对它的认识很有限。20世纪90年代,天文学家们借助航天观测技术对其有了进一步的了解,特别是1994年哈勃太空望远镜拍摄了十几幅冥王星的照片。

这些照片几乎覆盖了冥王星表面。经过研究,部分天文学家认为,由于冥王星与其他八大行星相比有明显的不同,认为它不是太阳系中第九颗行星,而应归类于小行星。其理由是:

一是轨道特殊。八大行星都在接近于圆形的椭圆轨道上绕日运行,而冥王星的公转轨道却是极为扁长的椭圆形,偏心率高达0.248。它的远日点达74亿千米,而近日点仅为45亿千米,进入海王星公转轨道之内。公转轨道插入相邻行星之内的,也只有冥王星一个。

二是自转异常。八大行星除水星、金星受太阳引力作用自转缓慢外,其余自转周期均为9到25小时之间,而远离太阳的冥王星自转周期却为6日9小时17分,这与行星序列的物理性质规律相悖。

三是个儿小。按目前已掌握的材料来看,冥王星的体积可能比月球还小。

“卡戎”卫星显得很大,因此有人认为它可能不是冥王星的卫星,而是与冥王星共同组成的双星系统。

五是其成分与柯伊伯天体相同。20世纪90年代以来,天文学家在海王星与冥王星附近发现了一批小行星,其组成成分与冥王星相似,主要是岩石和冰块被称为柯伊伯天体或柯伊伯小行星带。因此,有些天文学家认为冥王星也可能是这批小行星中的一个。

意见相左的天文学家们各执一词,为此,国际天文学家联合会邀请各国数百名专家,于1999年初,利用电子邮件的方法进行投票,表决是否保留冥王星作为太阳系九大行星之一的资格。投票结果,冥王星保住了它的大行星的地位。但是,有些天文学家仍坚持否认冥王星是行星的立场。美国的一座向公众开放的天文馆里的太阳系模型中,就把冥王星“请”了下来,模型中只有八颗行星。看来,争论还将继续。

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