冥王星的發現是人類對海王星外天體的首次探索,由於海王星以外的世界距離地球十分遙遠,約為44.96億公裡,這個地方寒冷、黑暗、充滿了很多的未知,所以我們一開始對冥王星這顆「行星」的誤解也最深。
冥王星在西方以羅馬神話中掌管地獄的死神「普魯託」命名,從中文名我們也能看出其與地獄之神有關,甚至在部分地方,例如印度會直接稱冥王星為閻羅王星。從名字看確實挺恐怖的,可能是當時人們對這顆星不甚了解的緣故的,不過冥王星在當年所稱的「九大行星」中確實挺奇葩的。
冥王星的發現
我們知道海王星還有一個美稱叫做「筆尖上的行星」,它的發現並不是人們通過觀測偶然發現的,而是來自於人們對天王星運行軌跡的實際觀測,並通過牛頓引力理論預測得出的。
1781年天文學家威廉·赫歇爾通過觀測發現了天王星這顆新行星,40年後的1821年天文學家亞歷克西斯·布瓦德首次對天王星的運行進行了準確的觀測與分析。
他發現其與牛頓引力的預測不符,天王星在近日軌道上運行得太快,然後逐漸減速恢復正常,在遠日點又比預測的運行速度要慢。
唯一的解釋就是在天王星的外軌道上還存在一顆尚未被發現的行星,於是人們根據牛頓引力理論,準確的預測出了新行星的位置,並在1846年準確的最預測的位置上發現了海王星。
海王星的發現點燃了人類探索外太陽系的熱情,這說明我們可以用理論去準確的預測未知事物,這對天文學家來說簡直太魔幻了,在19世紀末天文學家又效仿對海王星發現的過程,對海王星的軌道進行觀測,並預測在海王星外還存在一顆大行星會對海王星的軌道產生引力攝動。
於是人們就在這樣的理論基礎上,開始搜尋第九大行星(X行星),1930人們在海王星外軌道就發現了神秘的第九大行星——冥王星。
這裡存在的問題是,雖然我們發現了冥王星,但是搜尋冥王星的理論基礎是錯誤的,在海王星以外的太陽系,已經不是想內太陽系這樣穩定的天體系統了,而是柯伊伯帶這樣的小行星和矮行星的世界,當時人們的並不知道,而是認為在海王星之外存在大行星引力源。因此當時人們發現冥王星的時候,對其質量的估計也是錯誤的,認為它至少和地球的質量差不多。
所以雖然冥王星被發現後轟動了全世界,太陽系九大行星的說法也變得家喻戶曉,但它自從被發現就一直存在爭議。
冥王星另類的地方
異常的軌道傾角。
在太陽系中除了冥王星以外的八大行星的公轉軌道面基本上都處在一個平面上,也就是與太陽的黃道平面幾乎是沒有夾角的,水星的最大為7°,金星的也就是3.4度。
而冥王星的軌道平面與太陽的黃道平面夾角達到了17°,如果我們從太陽系的側面看行星的運行軌跡,就會看出冥王星的軌道平面斜插在黃道平面上。這也就說明了,冥王星的起源和其他的八大行星不一樣。
冥王星軌道具有非常大的偏心率。太陽系的天體基本上都處在一個橢圓的軌道上運行,也就是太陽處在橢圓軌道的一個焦點上,不過冥王星的軌道偏心率要大於太陽系中的其他行星為0.2482,而地球的偏心率只有0.0167。
也就是說冥王星的軌道近日點距離太陽為29.7AU,遠日點為49.3AU(1AU為一個地日距離),這種反常的軌道導致了冥王星近日點跑到了海王星的軌道以內。
極低為溫度和稀薄的大氣。遙遠的也是一個冰雪世界,據估計冥王星由70%的巖石和30%的冰組成,直徑2300公裡比月球還要小,質量只有月球的六分之一,但冥王星在已知矮行星中的質量是排第二的,最大的是鬩神星,這足以見得矮行星是一類質量非常小的天體。
雖然冥王星質量小,但在外太陽系卻能保持自己十分稀薄的大氣,可能由一些氮、一氧化碳和甲烷組成,大氣溫度在-180℃,冥王星表面溫度為-220℃。這樣的世界一片死寂……
奇異的伴星,太陽系內天體潮汐鎖定最極端的例子。
雖然冥王星的質量非常小,為1.473×10^22千克,但是卻擁有一個質量高達1.52×10^21千克的衛星,稱為冥衛一(卡戎),卡戎在19740km的距離上繞冥王星旋轉,但是由於其質量達到了冥王星的1/8,因此在旋轉的過程中也將冥王星甩動了起來,它們兩個沿一個共同的質心在旋轉。
並且在漫長的歲月中,由於引力的作用,兩個星球已經完美地實現了潮汐鎖定,也就是說,這兩個星球永遠都在面對面地轉圈。
心形冰原萌翻地球。
冥王星雖然奇葩,但也有萌點。2015年美國的新視野號探測器經過9年多的飛行,飛掠冥王星,並且拍攝到了冥王星上的心形冰原。於是在網友的想像力下,冥王星就變成了一個充滿愛意的星球。
冥王星從行星中被除名
上文也說了,一開始我們認為冥王星是一顆行星,完全是因為我們對它不了解,甚至是錯誤的估計了它的質量。所以從1930年發現冥王星以後,它就一直被認為是太陽系的第九大行星。
但是人們在後來經過30年的持續的觀測,發現了冥王星的真實質量和體積,竟然比我們的月球還要小,比月球小也不足以扳倒它的行星地位,但是時間到了2000年以後,人們在海王星外的世界陸續地發現了大量的新天體,而且個頭也越來越大,其實這裡正是小行星、矮行星的發源地柯伊伯帶。
尤其是在2005年人們外海王星的世界發現了比冥王星質量更大的鬩神星,這就讓人們開始考慮要不要再把冥王星認為是太陽的第九大行星了,如果繼續這樣劃分行星的話,那麼將來的太陽系估計還會發現更多的向冥王星這樣的行星。
由於是在2006年國際天文學會就重新對行星進行了定義,並且將冥王星踢出了行星行列,歸類為了矮行星。