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冥王星及其卫星的简介

天文知识 雷酱 4013浏览 0评论

结合百度百科和维基百科共同呈现(维基百科中文“冥王星(墙内无法上去);维基百科英文“冥王星”;百度百科:“冥王星”)

冥王星


冥王星(小行星序号:134340 Pluto)是太阳系中体积最大的和质量第二大的矮行星(阋神星的体积小于冥王星,但质量较大),也是已知最大的柯伊伯带天体。此外,冥王星在直接围绕太阳运行的天体中排名第十。与其他柯伊伯带天体一样,冥王星主要由岩石和冰组成。冥王星相对较小,仅有月球质量的六分之一、月球体积的三分之一(直径约为2370千米,平均密度2.0克左右/立方厘米,质量1.290×10^22 千克)。冥王星的轨道离心率及倾角皆较高,近日点为30天文单位(44亿公里),远日点为49天文单位(74亿公里),与太阳平均距离59亿千米。冥王星因此周期性进入海王星轨道内侧。海王星与冥王星因相互的轨道共振而不会碰撞。2014年冥王星距离太阳32.6天文单位。在它的平均距离上(39.4天文单位)阳光需要5.5小时左右才能到达冥王星。公转周期约248年,自转周期6.387天。表面温度在-220℃以下。

冥王星于冥王星于1930年2月18日由克莱德·汤博(Clyde Tombaugh)根据美国天文学家洛韦尔的计算发现,并被视为第九大行星。后续75年内对冥王星及太阳系内其他天体的研究挑战了冥王星的行星地位。自1977年发现小行星凯龙后,人们发现了众多轨道高度离心的冰质天体,就如彗星一般。2005年发现的离散盘天体阋神星质量比冥王星甚至质量多出27%。国际天文联合会(IAU)认识到冥王星仅为众多外太阳系较大冰质天体中的一员后于2006年正式定义行星概念,以绝对多数通过决议行星5A-行星的定义。新定义将冥王星排除行星范围,将其划为矮行星(类冥天体)(决议6A-冥王星级天体的定义冥王星从此被视为是太阳系的“矮行星”),编号为134340。一些天文学家认为冥王星仍属于行星。

冥王星目前已知的卫星总共有五颗:冥卫一(卡戎)、冥卫二、冥卫三、冥卫四、冥卫五。冥王星与冥卫一的共同质心不在任何一天体内部,因此有时被视为一联星系统。IAU并没有正式定义矮行星联星,因此冥卫一仍被定义为于冥王星的卫星。

新视野号探测器于2015年7月14日成为第一艘飞掠冥王星的飞船。在飞掠的过程中,新视野号对冥王星及其卫星进行了细致的观测。

参数

 

冥卫一、卡戎

冥卫一(Charon 英语发音:/ˈʃærən/英语发音:/ˈkɛərən/ , 中国大陆译作卡戎,中国台湾译作凯伦,名称源于罗马神话中冥王普路托的役卒卡戎,向亡魂索取金钱为他们划船渡过冥河。)是在1978年发现的。

天文学家在2005年发现两颗冥王星的卫星:冥卫二和冥卫三,2011年7月哈勃太空望远镜发现了第四颗卫星,临时命名为S/2011 P4,2012年7月11日又宣布发现了第五颗卫星S/2012 P1。依现行的定义,冥卫一是冥王星最大的卫星,可与冥王星组成双矮行星。距冥王星约19740km,卡戎于1978年被美国天文学家詹姆斯·克里斯蒂发现,卡戎的发现使人类进一步的了解了冥王星。

新视野号于2015年7月14日飞掠冥王星和卡戎。卡戎的名称很容易和太阳系的另一个小天体喀戎(2060 Chiron)混淆。

模拟形成

罗宾·坎二模拟的结果在2005年出版,提出卡戎是在约45亿年前的大碰撞中形成的,非常像地球和月球的状况。在这个模型中,一个巨大的柯伊伯带天体以高速撞击冥王星,摧毁了自己,也轰掉了冥王星大部分的地幔,卡戎则从这些碎片中聚合而成。但是,这样的撞击应该会使冥王星有比我们发现的更多岩石成分,而卡戎会有更多冰的成分。因此现在认为冥王星和卡戎在轨道上碰撞之前就是两个不同的天体,而这次碰撞虽然猛烈,但仅能将冰像甲烷一样的蒸发掉,却不足以造成瓦解的情形。

美国西南观象台科学家鲁宾·卡努普在美国一期《科学》杂志上著文,披露他采用计算机模拟计算得到的卡戎是一个星体与冥王星碰撞的结果。
鲁宾·卡努普的工作就是建立一个数学模型,通过计算机模拟,再现这一过程。鲁宾·卡努普模拟计算的结论显示,当年有一颗直径在1600公里到2000公里的星体与冥王星发生了碰撞,碰撞后在冥王星附近产生了彼此相距不远的很多碎片,这些碎片逐渐结合在一起,最后形成了卡戎。
鲁宾·卡努普模拟计算的结论不仅解释了卡戎的形成过程,而且还证实,在太阳系形成的初期,星体碰撞对太阳系的最后形成起到重大作用。

研究

卡戎过去被认为是冥王星的卫星,又名冥卫一,离冥王星约有19740 千米。它于1978年被美国天文学家詹姆斯·克里斯蒂发现。
2006年,冥王星和卡戎被定义为矮行星。由于卡戎的体积与冥王星相差不大,冥王星-卡戎的质心落在这两个天体之外,因此冥王星与卡戎是一个双矮行星系统。
冥王星和卡戎的表面,从光度的变化被确认是在相互掩蔽的时期。冥王星和卡戎在潮汐锁定的状态下,以6.387天的周期互绕,所以永远以相同的位置遥遥相对。两者的平均距离是19,570 千米(12,163英里)。卡戎的发现使天文学家可以精确的测量冥王星系统的总质量,而互掩可以计算各自的大小(直径),但是个别的质量依然只能用估计的,直到2005年发现冥王星外围的卫星,才依据外面卫星的轨道细节揭露出卡戎的质量大约是冥王星的11.65%,同时也显示密度为1.65±0.06公克/厘米³,并建议有55±5%是”岩石”,45%是冰。冥王星的密度较高,约有70%的”岩石”。

地位争议

冥王星-卡戎的质心落在这两个天体之外,因此其中一个并不是真正绕着另一个在公转,而且两者的质量是可以相互比较的,因此卡戎不适合被当作冥王星的卫星。取而代之的是,他们应该是双矮行星,应随着冥王星一起重分类。
国际天文学联合会的年会中有一项草案是2006年行星重定义,建议行星必须绕着太阳运转,并且有足够大的重力使本身成为球体。在这样的草案下,卡戎有资格成为行星,因为草案明确定义卫星的条件是系统的重心必须在主要的天体内部。但最后的重分类将冥王星归类为矮行星,但却没有正式的定义行星的卫星,使卡戎的身分变得很不明确。(迄今,卡戎仍未被国际天文学联合会列入矮行星的认可名单中)
国际天文学联合会的行星标准规定:在一个绕恒星公转的多天体系统中,如果主天体是行星,次天体也是球状,又满足一定的条件也可称为行星,也就是主天体和次天体之间的引力中心不在主天体的内部。这样卡戎星就符合这个条件。
冥卫二(尼克斯)和冥卫三也环绕着相同的重心,但是它们不够大而不是球体,所以很简单的可以认定是冥王星的卫星。(或者,以另类的看法,是冥王星-卡戎系统的卫星)。

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