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冥王
冥王
 

如果我们能够登陆冥王星在上面会看到怎样的世界?

浏览数:99     发布时间:2020-09-18
 

  人类对太阳系范围的认知,是一个循序渐进的过程,从18世纪末期天王星被发现之后,人们一度以为它就是太阳系的边界。后来,随着科学们们对天王星轨道监测的不断深入,发现从理论上计算出的轨道与实际观测的出入很大,因此科学家们认为在天王星的轨道外侧仍然存在着一颗行星,后来在19世纪中叶海王星被发现了。不过,由于同样监测到的实际轨道和理论计算仍有差异,天王星之外科学家们认为肯定还会有较大质量的天体存在,这就为冥王星的发现奠定了理论基础。

  在那个时期,应用专业或者自制的天文望远镜来搜索太阳系第九大行星,成为了当时的热点,很多科学人士和“发烧友”趋之若鹜。在20世纪30年代,美国人汤博通过持续观测双子座天体,在利用天文望远镜拍摄到的照片中,首次发现了海王星之外的一个质量较大的天体,后来被一个英国小女孩称为“Pluto”,一直沿用至今,当时被定义为太阳系第九大行星。

  不过,冥王星坐上太阳系行星的“宝座”没有持续很长时间,因为在冥王星发现后,在其轨道所在位置附近,一批与它质量、个头差不多的星体相继被发现,这些星体被科学家们称为类冥星体,总不能将这些都一股脑都定义为太阳系的行星吧,这也太不严肃了,于是国际天文学会在2006年时,重新定义了太阳系的行星标准,提高了准入门槛,其中离主要的3条标准为,一是处于围绕太阳公转的轨道上,二是天体的质量要足够大,形状接近球体;三是要具备能够清除自身公转轨道上其它星体的能力。很显然,对于第三条标准来说,冥王星是不合格的,惨遭降级,与其它类冥星体一起,被科学家们划到矮行星的行列,这些矮行星和其它众多小行星所处的区域,也因此被定义为柯伊伯带。

  2015年,美国发射了新视野号探测器,首次对冥王星进行了较近距离的观测,其距离最近冥王星13700公里左右,这个距离要比地球和月球近得多,虽然由于燃料不足的原因,新视野号没有实现入轨冥王星,但所拍摄到的照片和监测到的数据,为人们深入认知冥王星提供了不可多得的第一手资料。

  如果要总结冥王星的特点,总体来看有四个词可以概括它突出的特征,那就是远、小、冷、特。之所以说“远”,那就是距离太阳很远,它的轨道近日点距离太阳30个天文单位、远日点达到50个天文单位,也就是它在近日点和远日点,与太阳的距离分别是地日距离的30倍和50倍,在这么远的距离下,应用一般的天文望远镜是很难观测到其表面的具体细节的。

  之所以说“小”,它的半径仅为1100多公里,还没有月球大,是地球的五分之一。其质量大约为1.47*10^19吨,仅为地球质量的千分之二点五。正是因为它的体积和质量非常小,再加上与它相邻的海王星轨道“异常”,才使得科学家们对它的身份地位产生了怀疑,推动更改了太阳系的行星“入门”准则。

  之所以说“冷”,这是与它距离太阳非常遥远有直接关系。虽然新视野号近距离观测过冥王星,但是没有实现入轨,更没有降落到表面,所以对于它表面的具体温度目前还未准确知晓。不过,科学家们结合新视野号的实际观测数据、冥王星的轨道特征、热辐射衰减规律等,推测出其表面温度大约在零下210摄氏度到零下240摄氏度之间。在这么低的气温下,其表面绝大部分气体都被“固化”形成了冰层,覆盖到整个星体的外部,这也使得我们在看到它的照片时比较光亮的原因。

  之所以说“特”,主要是形容它的运行规律很特别,一方面是它公转的轨道偏心率非常高,接近0.25,是一个标准的椭圆形,造成了它的近日点和远日点的距离差非常大,它的公转轨道与海王星有明显的交叉现象,说明在一段时间内它与太阳的距离甚至比海王星还要近。另一方面,它的自转方向特殊,与金星一样是顺时针的(沿着太阳系平面的北极方向来看),再加上冥王星公转轨道的黄赤交角很大(17度),科学家们推测在其形成的早期,极有可能受到了大质量天体的剧烈撞击。

  我们根据冥王星与太阳的距离、太阳直径,按照三角函数可以比较容易计算出,在冥王星上观看太阳的大小,那就是在近日点时其视直径为0.018度,远日点时为0.01度,从大小上来看,是地球上观察太阳视直径的1/30-1/50,虽然这么小,但以人类眼镜的视角分辨率来看是可以看到“圆盘”形状的。同时,我们根据恒星视星等和绝对星等的对应关系M=m+5*lg(d0/d),可以计算出在地球上观看冥王星,其在近日点视星等为-19.4、远日点为-18.3,作为对比,满月时在地球上的视星等为-12.7,这也意味着在冥王星上看太阳,要比地球夜间看满月时的亮度高百倍之多。

  所以,如果我们有幸能够到达冥王星表面,在充分做好保温、防冻等必要措施的基础上,可以看到比较明亮的太阳光点、被冥王星潮汐锁定的巨大卫星-卡戎,以及周围由冰冻气体覆盖的星体表面,那种满眼陌生而又震撼的感觉,会同时伴随着孤独和恐惧,共同交织在我们的心头。

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