冥王星的軌道:在它的上面,一年到底有多長?

2021-01-15 天文在線

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在被克萊德·湯博1930年發現後,冥王星曾一度被認為是太陽系內的第九顆行星和最外側的行星。但是,因為在2006年舉辦的第26屆國際天文學聯合會大會上採用的官方定義,冥王星不再是太陽系內的第九顆行星而是被認為是「矮行星」,「類冥王星天體」,外海王星天體和柯伊伯帶天體。

儘管定義改變了,冥王星仍是天文學家眼中最迷人的天體之一。加之他有一個離太陽很遠的環繞軌道(因此他有很長的軌道周期)他也有一個比太陽系內任何一個行星或小行星都要古怪的軌道。這讓冥王星上的一年很長,相當於248個地球年!

軌道周期:

冥王星軌道的離心率為0.2488,他離太陽的距離從在近日點的4,436,820,000千米(2,756,912,133英裡)變化到在遠日點的7,375,930,000千米(4,583,190,418英裡)。同時,他離太陽的平均距離(半長軸)為5,906,380,000千米(3,670,054,382英裡)。也就是說他以平均39.48個天文單位的距離(從29.658個天文單位到49.305個天文單位)環繞太陽。

新視野號探測器的軌跡,冥王星的軌跡,柯伊伯帶天體2014MU69

在冥王星最近的時候,他事實上穿過了海王星的軌道,離太陽也來越近。這種軌道模式每500年發生一次,在那之後兩個天體回到了他們最初的位置然後重複這個循環。它們的軌道也將它們置於2:3的平均運動共振中,意味著冥王星每環繞太陽兩周海王星就要環繞三周。

兩個天體間2:3的共振是高度穩固的,這種模式已經保持了上百萬年。上次這個循環發生在1979年到1999年,當時海王星比冥王星離太陽更遠。冥王星在這個循環中1989年的9月5日到達近日點-也就是他離太陽最近的點。從1999年開始冥王星回到了海王星以外的位置,這種情況要持續228年也就是說直到2227年。

恆星日和太陽日

像我們太陽系的其他天體一樣,冥王星也繞軸旋轉。完成一次繞軸旋轉的時間就是一個「恆星日」,而他圍繞太陽轉一周的時間被稱作「太陽日」。但是由於冥王星很長的軌道周期,在冥王星上一個恆星日和一個太陽日是差不多一樣的—6.4個地球日(或是6天9小時36分鐘)。

從冥王星表面看到的景象,展示了遠處的巨大衛星卡戎。來自紐約時報

值得一提的是冥王星和卡戎(他最大的衛星)事實上更像是二元系統而不是行星衛星系統。這意味著這兩個世界圍繞著對方運動,而卡戎被冥王星潮汐鎖定。換句話說,卡戎花費6天零9個小時環繞冥王星——和冥王星上的一天一樣長。這也意味著在冥王星上總能看到卡戎的相同的一面。

簡而言之,在冥王星上的一天相當於在地球上六天半。同時,在冥王星上的一年相當於地球的248年,或者相當於地球的90560天!在一整年的時間裡,衛星懸在頭頂,在天空中若隱若現。但是考慮到冥王星傾斜的軌道,你會發現冥王星平均的一年有多奇怪。

季節性變化

根據估計,對於站在冥王星表面的人來說,太陽會比在地球上黯淡100倍。所以雖然太陽仍然是天空中最亮的天體,他更像是一顆閃光的恆星而不是一個巨大的黃色圓盤。但是儘管冥王星在任何給定的時候都離太陽很遙遠,冥王星的偏心軌道仍然造成了相當大的季節變化。

總的來說,冥王星的表面溫度變化並不大。據估計他的表面溫度從33K(-240 °C; -400 °F )變化到55K (-218 °C; -360°F)-平均為44K左右。但是在一年的時間裡冥王星每一邊接收到的日照量有很大的不同。

同絕大部分的行星和他們的衛星相比較,冥王星-卡戎系統的方向與軌道垂直。更像是天王星,冥王星的轉軸傾角很大 (122 度),基本上意味著他繞著他的軌道面運行。這意味著在冬至日時冥王星表面四分之一會經歷持續的光照而另一面則會經歷持久的黑暗。

這和在北極圈內發生的很像,在北極圈內夏至以永恆的陽光為特徵(就像是午夜的太陽)冬至以永恆的黑暗為特徵(「極夜」)。但是在冥王星上,這些現象會影響幾乎整個星球,而季節將會持續接近一個世紀。

即使他不再被認為是一顆行星,冥王星仍然有一些很迷人的細節,所有的這些都像其他八個行星的一樣值得研究。冥王星上一年的時間,他經歷的所有季節性變

作者: universetoday

FY: 陽光

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