被踢出九大行星的冥王星到底有多“可怕”?

冥王星的发现是人类对海王星外天体的首次探索,由于海王星以外的世界距离地球十分遥远,约为44.96亿公里,这个地方寒冷、黑暗、充满了很多的未知,所以我们一开始对冥王星这颗“行星”的误解也最深。

冥王星在西方以罗马神话中掌管地狱的死神“普鲁托”命名,从中文名我们也能看出其与地狱之神有关,甚至在部分地方,例如印度会直接称冥王星为阎罗王星。从名字看确实挺恐怖的,可能是当时人们对这颗星不甚了解的缘故的,不过冥王星在当年所称的“九大行星”中确实挺奇葩的。

冥王星的发现

我们知道海王星还有一个美称叫做“笔尖上的行星”,它的发现并不是人们通过观测偶然发现的,而是来自于人们对天王星运行轨迹的实际观测,并通过牛顿引力理论预测得出的。

1781年天文学家威廉·赫歇尔通过观测发现了天王星这颗新行星,40年后的1821年天文学家亚历克西斯·布瓦德首次对天王星的运行进行了准确的观测与分析。

他发现其与牛顿引力的预测不符,天王星在近日轨道上运行得太快,然后逐渐减速恢复正常,在远日点又比预测的运行速度要慢。

唯一的解释就是在天王星的外轨道上还存在一颗尚未被发现的行星,于是人们根据牛顿引力理论,准确的预测出了新行星的位置,并在1846年准确的最预测的位置上发现了海王星。

海王星的发现点燃了人类探索外太阳系的热情,这说明我们可以用理论去准确的预测未知事物,这对天文学家来说简直太魔幻了,在19世纪末天文学家又效仿对海王星发现的过程,对海王星的轨道进行观测,并预测在海王星外还存在一颗大行星会对海王星的轨道产生引力摄动。

于是人们就在这样的理论基础上,开始搜寻第九大行星(X行星),1930人们在海王星外轨道就发现了神秘的第九大行星——冥王星。

这里存在的问题是,虽然我们发现了冥王星,但是搜寻冥王星的理论基础是错误的,在海王星以外的太阳系,已经不是想内太阳系这样稳定的天体系统了,而是柯伊伯带这样的小行星和矮行星的世界,当时人们的并不知道,而是认为在海王星之外存在大行星引力源。因此当时人们发现冥王星的时候,对其质量的估计也是错误的,认为它至少和地球的质量差不多。

所以虽然冥王星被发现后轰动了全世界,太阳系九大行星的说法也变得家喻户晓,但它自从被发现就一直存在争议。

冥王星另类的地方

异常的轨道倾角。

在太阳系中除了冥王星以外的八大行星的公转轨道面基本上都处在一个平面上,也就是与太阳的黄道平面几乎是没有夹角的,水星的最大为7°,金星的也就是3.4度。

而冥王星的轨道平面与太阳的黄道平面夹角达到了17°,如果我们从太阳系的侧面看行星的运行轨迹,就会看出冥王星的轨道平面斜插在黄道平面上。这也就说明了,冥王星的起源和其他的八大行星不一样。

冥王星轨道具有非常大的偏心率。太阳系的天体基本上都处在一个椭圆的轨道上运行,也就是太阳处在椭圆轨道的一个焦点上,不过冥王星的轨道偏心率要大于太阳系中的其他行星为0.2482,而地球的偏心率只有0.0167。

也就是说冥王星的轨道近日点距离太阳为29.7AU,远日点为49.3AU(1AU为一个地日距离),这种反常的轨道导致了冥王星近日点跑到了海王星的轨道以内。

极低为温度和稀薄的大气。遥远的也是一个冰雪世界,据估计冥王星由70%的岩石和30%的冰组成,直径2300公里比月球还要小,质量只有月球的六分之一,但冥王星在已知矮行星中的质量是排第二的,最大的是阋神星,这足以见得矮行星是一类质量非常小的天体。

虽然冥王星质量小,但在外太阳系却能保持自己十分稀薄的大气,可能由一些氮、一氧化碳和甲烷组成,大气温度在-180℃,冥王星表面温度为-220℃。这样的世界一片死寂……

奇异的伴星,太阳系内天体潮汐锁定最极端的例子。

虽然冥王星的质量非常小,为1.473×10^22千克,但是却拥有一个质量高达1.52×10^21千克的卫星,称为冥卫一(卡戎),卡戎在19740km的距离上绕冥王星旋转,但是由于其质量达到了冥王星的1/8,因此在旋转的过程中也将冥王星甩动了起来,它们两个沿一个共同的质心在旋转。

并且在漫长的岁月中,由于引力的作用,两个星球已经完美地实现了潮汐锁定,也就是说,这两个星球永远都在面对面地转圈。

心形冰原萌翻地球。

冥王星虽然奇葩,但也有萌点。2015年美国的新视野号探测器经过经过9年多的飞行,飞掠冥王星,并且拍摄到了冥王星上的心形冰原。于是在网友的想象力下,冥王星就变成了一个充满爱意的星球。

冥王星从行星中被除名

上文也说了,一开始我们认为冥王星是一颗行星,完全是因为我们对它不了解,甚至是错误的估计了它的质量。所以从1930年发现冥王星以后,它就一直被认为是太阳系的第九大行星。

但是人们在后来经过30年的持续的观测,发现了冥王星的真实质量和体积,竟然比我们的月球还要小,比月球小也不足以扳倒它的行星地位,但是时间到了2000年以后,人们在海王星外的世界陆续地发现了大量的新天体,而且个头也越来越大,其实这里正是小行星、矮行星的发源地柯伊伯带。

尤其是在2005年人们外海王星的世界发现了比冥王星质量更大的阋神星,这就让人们开始考虑要不要再把冥王星认为是太阳的第九大行星了,如果继续这样划分行星的话,那么将来的太阳系估计还会发现更多的向冥王星这样的行星。

由于是在2006年国际天文学会就重新对行星进行了定义,并且将冥王星踢出了行星行列,归类为了矮行星。