冥王星是怎樣被發現呢?

冥王星離地球那麼的遠,到底是怎樣被發現的呢?目前有可能讓太空船到冥王星上面嗎?

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  • 2 0 年前
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    冥王星(Pluto)是1930年由美國人發現的, 在平時是距離太陽最遠也最小的行星,是月球的三分之一,但因為它的軌道是橢圓形的,所以在它249年的公轉期間內,有20年會叉入海王星軌道的內側;但冥王星的公轉面與黃道面呈十七度的傾斜,因此不會有相撞的可能。

    它是一個石質行星,冥王星的表面溫度為攝氏零下230度~零下215度左右。甲烷冰構成的地表上堆積著氮、甲烷、一氧化碳的霜。冥王星擁有非常稀薄的大氣,約為地球的100萬分之1~10萬分之1,不過這層大氣當冥王星漸漸遠離大陽時,會慢慢凝結成固體。它還有一顆衛星Charon是它一半大,不過覆蓋的冰比甲烷還要多,冥王星是如此的小又遠,也還沒有任何太空船拜訪它,我們對它所知也就有限。而在冥王星上看太陽,太陽只是一顆明亮的星星。

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    2 0 年前

    冥王星(Pluto) 與冥衛一(Charon)

    與太陽的平 均距離 39.5AU

    5,890,000,000 km

    直徑(km) 2,300

    質 量(M/M地球) 0.0022

    密度(g/cm3) 2.03

    表面溫度(C) -230

    公轉週期 247.7 years

    自轉週期 6.37 days

    內容綱要

    冥王星的發現

    雙行星:冥王星與冥衛一

    冥王星的組成與大氣

    冥王星的起源

     

    冥王星的發現

    1845年找到了海王星之後,天文學家發現,海王星並不足以解釋,天王星軌道所 受擾動的程度。而海王星的軌道,也像受另一個未知天體的引響。所以,很 自然的引發了,尋找太陽系第九個行星的工作。1930年二月十八日,美國天文學家 湯苞(Clyde W. Tombaugh, 1906-1997),在他所拍的乾版厎片上,發現了亮度為十五 視星等的第九顆行星,後來命名為冥王星(Pluto)。Pluto在羅馬神話中,是掌管冥界 的神祗。

    在尋找冥王星的初期,天文學家沿用海王星發現的模式──計算、預測與拍照尋找。 所以在表面上,冥王星的發現,像是天體物理計算的另一次重大成就。不過,後來 天文學家發現,天王星與海王星軌道的不規則,事實上並不存在。另則,冥王星的 質量也太小,不足以造成原來認為存在的干擾。現在回顧,我們只能說冥王星的發 現,幸運的成份居多。

    冥王星的軌道面和黃道面夾17.2度,軌道較扁長,離心率達0.248。近日點時,距太陽 29.64 AU,遠日點時,距太陽49.24 AU。在1979年一月與1999年三月間,進入海王星 的軌道之內,成為本太陽系次遠的行星。冥王星的公轉周期為247.7年,發現至今繞 行了不到1/4軌道。

    因冥王星距離遠且體積小,其質量甚至小於部份的衛星,哈柏太空望遠鏡最近才 略辨其表面特徵,我們對冥王星的認知相當有限。過去的外行星探測器,如先鋒者、水手號與航行者皆未造訪冥王星,揭開它神祕的面紗的任務,只有留待未來發射的其他探測器來完成。

    雙行星:冥王星與冥衛一

    冥王星既遠又暗,觀測不易。到1970年代,我們只知道它的自轉周期大約是一星期, 但對其半徑與質量,仍一無所知。但在1978年,美國天文學家克利斯第(J. Christy) 發現了冥衛一(Charon) 後,情勢就從此改觀。Charon 在羅馬神話中,相傳是冥河 的擺渡人,用來命名冥王星的衛星,非常貼切。

    因潮汐鎖定(tidal locking),冥衛一為冥王星的同步衛星,即冥衛一繞行冥王星 的周期,和冥王星的自轉周期相同,都是6.37天。經由克卜勒第三定律及食現象, 更進一步找出,冥王星的質量是0.0022 地球質量,半徑為2250 公里。冥衛一 的半徑是1270 公里,質量為1.47 x 1021 公斤(冥王星質量的1/9),與 冥王星相距19640 公里。

    在本太陽系的衛星,如月球、木衛一(Io)、木衛二(Europa)、木衛三(Ganymede)、 木衛四(Callisto)、土衛六(Titan) 與海衛一(Triton) 的質量,都比冥王星大。因此, 有天文學家認為冥王星不能歸類成大行星。由於冥衛一與冥王星的質量差距不大, 系統的質量中心在冥王星外部。所以,冥王星與冥衛一繞行其共同質心的運動, 非常顯著,故有天文學家提議,應把冥王星和冥衛一看成是雙行星。

    冥王星的組成與大氣

    冥王星的組成,和類地行星與類木行星差異很大。但冥王星海衛一(Triton) 在組成與大小都很接近。主要是由80%的岩石與20%的水冰所組成,表面由 甲烷冰、氮冰(%)及一氧化碳冰所覆蓋,可知其表面溫度低於攝氏-223 度。 冥衛一的密度略低於冥王星,約是1.8 g/cm3。所以,在其組成中, 岩石所佔的比率低於冥王星。

    由光譜分析得知,冥王星的大氣是氮及微量的甲烷所組成。冥衛一的質量太小,無法保有大氣。

    冥王星的起源

    天文學家認為冥王星的行為很像彗星,在近日點時,表面受熱,行星物質被蒸發,離開行星散逸到太空。但冥王星的質量又太大,無法歸類成彗星。

    冥王星與海衛一,有能是原始太陽系失去的族類─冰矮星(ice dwarfs)。冥王星 和海衛一是近親,而其他冰矮星,可能在柯伊伯帶之內,或甚至在歐特雲之中。 這種假說是現在相當風行的觀點,但其正確仍有待未來觀測的證實。

    太陽系初形成時,內太陽系可能有相當數量的冰矮星。在類木行星的重力作用 下,離太陽50AU的範圍內,只有冥王星和海衛一,找到安身的穩定軌道, 其餘的冰矮星皆被驅離。海衛一為海王星所捕獲,冥王星沿著與海王星所 形成的共振軌道(resonance orbit) 繞太陽運行。海王星公轉兩圈的時間,恰好 和冥王星公轉三圈的時間相同,或者說它們之間形成2:3 的共振軌道。冥衛一 可能是冥王星,和其他冰矮星正面碰撞,或擦撞的結果。碰撞後的許多碎片, 繞冥王星運行,後來逐漸結合成冥衛一。

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