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冥王星的特别故事

科普小知识2022-10-28 12:13:33
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人们搜寻冥王星的最初目标是解释天王星的轨道变化。由于海王星只能部分解释天王星实际轨道和预测轨道之间的差异,19世纪末的天文学家推测在海王星轨道之外应该有一个未知的天体,它的重力会干扰天王星的运动。

当冥王星在1930年第一次被观测到时,它很快被确定为预测的未知行星,从而成为太阳系第九大行星。但是70多年来,冥王星的行星地位一再受到质疑。

与其他8颗行星相比,冥王星太特别了。它非常小,比许多其他行星的卫星都小,比如月球。更糟糕的是,冥王星的体积和质量太小,使得它不可能对天王星的轨道有任何明显的影响,因此无法达到天文学家最初的预期。

冥王星也有一个不寻常的围绕太阳的轨道。其他行星的轨道平面与黄道平面(地球的轨道平面)基本相同。冥王星的轨道平面与黄道平面形成一个大角度。其他行星的轨道几乎是完美的圆形,而冥王星的轨道是一个偏心率很大的椭圆,其近日点和远地点距离太阳30亿公里。

这些因素导致一些科学家认为冥王星根本不是一颗行星,太阳系应该只有“八颗行星”。一些人推测,除了冥王星,可能还有另一颗未被发现的行星。多年来,许多科学家希望重复发现海王星和冥王星,并发现太阳系边缘的第十颗行星。

然而,大自然总是有新的想法来影响人类的想象力。柯伊伯带的发现彻底改变了我们对太阳系边缘的理解。美国科学家柯伊伯在1951年提出,可能有一大群小天体在太阳系外围绕太阳运行。1992年,在海王星轨道之外首次发现了一个暗淡的小天体,柯伊伯带的存在从假设变成了现实。

据估计,直径超过100公里的柯伊伯带可能有70,000个天体,迄今已发现数百个。近年来,人们发现了更大的柯伊伯带天体,其中一个甚至比冥王星还大。这些发现是国际天文联合会重新定义行星的一个重要原因。

这种情况意味着海王星轨道之外、距太阳约50个天文单位(1个天文单位相当于地球到太阳的距离,约1.5亿公里)以内的区域不是一个由冥王星主导的空白区域,而是有许多“居民”。

冥王星在这个寒冷拥挤的“社区”中的地位不如谷神星在小行星带中的地位。谷神星是小行星的绝对领导者,但冥王星有一个比它更大的伴星,从这个意义上说,它没什么特别的。如果说它有什么特别之处的话,那就是它反射阳光的能力,所以它被发现得更早。

经过几天特别激烈的辩论,IAU大会最终投票将冥王星从地位无可争议的八大行星中分离出来。从那以后,以冥王星为代表,这种已经达到一定程度但未能清理其周围“竞争对手”的天体,将被称为“矮行星”。像先前的小行星概念一样,矮行星不是行星,而是不同于行星的另一种天体。

对于在“九大行星”的常识中长大的公众来说,“八大行星”可能有点难以接受,但这也只是一个习惯问题。事实上,冥王星是否是行星与它的科学重要性无关。美国宇航局的新视野探测器仍在向它飞去。冥王星和柯伊伯带的其他天体可能与“八大行星”有完全不同的起源,这将为研究太阳系的早期演化提供重要线索。