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在19世纪 ,天文学家从理论上预言了海王星的存在。在海王星发现不久后,天文学家注意到这颗行星的轨道受到了外围天体引力的摄动。于是,天文学家开始搜寻这颗神秘的X行星 。
经过几十年的搜寻 ,直到1930年,天文学家克莱德·汤博终于找到了预言中的X行星——冥王星。根据最初的估计,冥王星的大小接近于地球 ,所以它自然而然地成为了第九大行星。
然而,冥王星离我们太遥远,它远在50亿公里之外,地球上的天文望远镜根本看不清冥王星 ,即便是强大的哈勃太空望远镜也无能为力 。那么,冥王星究竟是怎样的一颗天体?冥王星有多“可怕 ”呢?
为了揭开冥王星的神秘面纱,美国宇航局(NASA)的新地平线号(又称新视野号)探测器在2006年启程前往这个遥远的世界。然而 ,在新地平线号出发半年多之后,天文学家制定了新的行星定义,冥王星遭到降级。
由于冥王星的质量太小(仅为地球质量的0.22% ,并非之前所认为的与地球相当),它没有能力清理掉轨道上的其他天体,所以冥王星被踢出太阳系九大行星的行列 ,被划分到矮行星的行列 。当时,天文学家还发现了其他几个与冥王星差不多大的矮行星,例如 ,阋神星。
尽管如此,新地平线号的目标没有变。经过九年半的漫长飞行,新地平线号终于飞到冥王星。不过,新地平线号携带的燃料非常有限 ,它无法减速进入冥王星的轨道,而是在距离冥王星大约1.25万公里之处匆匆飞掠而过 。在近距离飞掠期间,新地平线号捕捉到了大量的冥王星一手资料 ,从而首次为我们揭开了这个遥远世界的神秘面纱。
正如冥王星的名字那样,这颗星球基本上不可能是生命的乐园,它的环境极其恶劣。冥王星的大气十分稀薄 ,表面大气压只有地球表面大气压的十万分之一 。冥王星上没有氧气,只有氮气、甲烷以及一氧化碳,这对于地球生命来说是致命的。
冥王星离太阳非常遥远 ,虽然从冥王星上来看,太阳仍然是天空中最亮的星星,但也只是一个比较明亮的星点 ,已经小到超过人眼所能分辨的极限,冥王星所能接收到的太阳辐射十分微弱。冥王星的表面平均温度仅为-229 ℃,最高也只有-218 ℃ 。在这种极端低温的环境中,氮分子也会被冻成固态氮。
此前 ,天文学家认为,质量还没有月球大的冥王星会像月球那样死寂,结果新地平线号传回的数据却大大出乎人们的意料。冥王星的内部其实非常活跃 ,并没有因为低温而停止活动 。
冥王星的地下深处存在一些放射性元素,它们衰变产生的热量可以加热冥王星。在冥王星的氮冰表面下方,可能存在着深度超过100公里的液态水海洋。另外 ,冥王星表面还存在火山 。不过,这种火山并不是地球上那种喷发岩浆的火山,而是喷发冰状物体的冰火山。
根据新地平线号传回的数据 ,冥王星上还存在会移动的物体,引发人们猜测那是不是外星生命。但经过研究发现,那其实是漂浮在固态氮上方的水冰。在冥王星内部热对流的作用下 ,水冰会在氮冰上缓慢移动 。
冥王星与其它各行星有什么不同
光从地球到冥王星旅行一次需要4.6小时,如果您想向冥王星发送一个信号,那么4.6小时这个信号就为您传播到了冥王星,然后再花费4.6小时反馈回一个消息给您。
现在我们讨论一下飞船。当“新地平线”号从地球发射升空时它的速度是5.8万公里/小时 ,是人类历史上发射初始速度最快的航天器 。在这里做一个对比,宇航员在近地轨道上做一次短途旅行的速度是2.8万公里/小时。这仅是“新地平线”号离开地球时的速度,当航天器飞越火星轨道时 ,以大约7.5万公里/小时的速度远离太阳。
遗憾的是,太阳的引力会放缓“新地平线 ”号的脚步,当它到达木星的时候 ,速度只有6.8万公里/小时 。而木星飞掠提供重力助推给“新地平线”号,使它的速度上升到8.3万公里/小时。当到达冥王星轨道时“新地平线”号将在相距1.24万公里的地方 、以近5万公里/小时的速度飞越冥王星。它还将在2.9万公里远的地方掠过冥王星最大的卫星冥卫一 。那么这次旅程一共要花费多少时间呢?
“新地平线 ”号于2006年1月19日在卡纳维拉尔角发射,预计在2015年7月14日它将进行冥王星系统的飞越。这是一道简单的数学题 ,结果是“新地平线”号的这次旅行要花费9年5个月25天的时间。如果以“旅行者”号的速度来完成这次旅程需要12.5年,“先锋号”飞船需要11年 。实际上,还没有飞船探访过冥王星 ,“新地平线 ”号是人类首个冥王星探测器。
(1)冥王星有比其他各大行星形状更扁长的椭圆轨道。正圆的偏心率为零,地球轨道的偏心率只有0.017,这使它近于是个正圆。然而冥王星的偏心率却为0.25 。有的时候,它离太阳会近到43亿公里;有的时候却远达72亿公里。事实上 ,当冥王星离太阳最近时,它要比海王星还接近太阳,因此有一段时间它不再是最远的一颗行星。现在它正在向比海王星还靠近太阳的位置运动 ,它将把这种地位保持四十年上下 。
(2)冥王星的轨道在所有大行星当中是最倾斜的。如果在太阳的一侧把所有的行星在它们的轨道上排成一列的话,它们差不多刚好一个挨着一个,只有冥王星是例外。冥王星的轨道平面与我们的地球轨道平面成17度角 ,因此,它既可能高踞于其它行星的总平面之上,也可能远远落在它们的总平面之下 。因此 ,它从来不会在跨越海王星轨道时与海王星碰撞——离海王星远着呐。
(3)除冥王星外,八大行星可分成两类。第一类是靠近太阳的四颗行星:水星、金星、地球和火星,这些行星都比较小 ,密度比较大,相对来说没有多少大气 。此外,还有四颗较远的行星:木星 、土星、天王星和海王星,它们是大行星 ,密度小,大气层很厚,冥王星不属这些“气儿吹成的大块头”之列 ,但却象内行星一样,是一个小小的致密世界。它所处的位置确实有些不相称。
(4)除水星和金星外——它们离太阳太近了,万有引力效应会使它们的运动减慢——其他行星都可以说是绕着自己的轴心迅速转动着的 。它们的运转周期从10小时到25小时。但是 ,冥王星的自转周期是153小时——差不多是七天。
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