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冥王星冥王星的发现及其要素

时间:2023-10-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于冥王星的运行速度很慢,冥王星轨道的确定工作漫长而艰苦。过去海王星的轨道几乎就标志着太阳系的边界,现在冥王星的轨道大大将这一公认的界限拓宽了。尽管这些数据具有不确定性,但它们能指出冥王星尺寸的上下限,我们可暂时根据其平均值对冥王星的大小有一定概念。到目前为止,除了冥王星的相对大小以及它在宇宙中的位置,对于其他方面我们一无所知。

冥王星冥王星的发现及其要素

若是几年前,我们纵贯太阳系的星际航行可能就得到此为止了。并不是因为过去人们认为海王星轨道终于能够标志由太阳统治的帝国的边界,而是因为在这一边界之外再没有发现其他任何行星,但是各种推论都让人猜测还有其他星体的存在。

由此可以将话题不断延伸出去,但我们此处只进行概括总结。受到勒维耶启发的天文学家们开始像前者当初寻找海王星那样,通过数学计算提前推导出这颗行星的确定位置。尤其是美国的天文学家洛厄尔,他全身心投入这一使命中去,并在弗拉格斯塔夫(美国亚利桑那州)建立了天文台。洛厄尔逝世以后,他所做的工作激励后继者们在洛厄尔天文台通过拍摄照片进行系统性研究,1930年1月13日,克莱德·汤博所摄的夜空的底片中出现了一个微型光点,至此,人类终于在太阳系中找到了新的行星,并冠之以冥王普鲁托的名字。

由于冥王星的运行速度很慢,冥王星轨道的确定工作漫长而艰苦。幸而有前人留下的数据,才使得这项工作得到了助力;正如天王星的发现过程,冥王星也早就被前人记录在案,只不过那时它被看作众多恒星中十分不起眼的一员。我们只有通过冥王星的位移才能揭示它的属性。1919年在威尔逊天文台、1921年和1927年在叶凯士天文台、1927年在于克勒天文台(比利时)所拍摄的冥王星的连续位置这些收集到的要素信息有助于进一步确定冥王星的分类。

Orbite de Pluton:冥王星轨道;Neptune: 海王星;Uranus;天王星;Saturne:土星; Jupiter:木星 远观下的冥王星轨道。相较于其他行星的轨道所在平面,冥王星的轨道平面非常倾斜,NN为交点线,或者说是两平面的相交处,由两平面的夹角a(点线)可见冥王星轨道的倾斜程度非常明显。P为近日点,A为远日点。

过去海王星的轨道几乎就标志着太阳系的边界,现在冥王星的轨道大大将这一公认的界限拓宽了。冥王星轨道的偏心率极大,且它与太阳系其他行星的轨道所在平面成17度夹角。冥王星到达近日点时,距日约45亿千米——比海王星离太阳还要更近一些;在远日点时,冥王星与太阳之间的距离长达74亿千米。从这些数值中可以发现,这颗行星距日最近和距日最远之间的差值达30亿千米。

消失于宇宙空间深处的冥王星呈现在我们眼前的样子极其渺小,它属于十五等星,只有在超大型的观测设备下才能看到。人们对冥王星的精确尺寸一无所知,由于它离我们太过遥远,因此迄今为止任何直接测算都是不可能的。只有通过迂回的方式——计算海王星运动时可能受到的摄动影响或比较亮度——才能得出接近的数值。尽管这些数据具有不确定性,但它们能指出冥王星尺寸的上下限,我们可暂时根据其平均值对冥王星的大小有一定概念。据此,冥王星直径最大是地球直径的4/5,最小则接近月球的直径,平均值和水星直径相当。另外,这一天体的密度接近地球密度,但根据上面假设的尺寸大小,冥王星的质量最多是我们星球的1/50(1)

因此,冥王星不算大,其特征和构成显然与巨行星不同,反而与那些靠近太阳运行的星球类似。不过,尽管存在相似之处,冥王星上的环境却是如此特殊,以至于我们不可能把这些星球上的任何生命形式拿来对比。(www.xing528.com)

la Terre:地球;Mercure:水星;Pluton:冥王星 冥王星与地球和水星的尺寸比较。根据对冥王星表面不同的反射能力的测定,推演出冥王星可能的大小:A的表面最亮,直径最小;C的表面最暗,直径最大;B介于中间。

冥王星与太阳之间的距离不断变化且差异极大,从冥王星上望到的太阳只是一颗亮度会出现明显波动的恒星,但太阳无法施与冥王星任何真实可感的热量——冥王星在近日点时,所受太阳辐射最多和海王星享有的一样多;在远日点时,太阳辐射降至不超过地球享受到的1/2000。有人计算认为,冥王星理论上的温度应该非常低,接近绝对零度,该星球上的氮和氧可能会因此变成固态。

但我们要重申的是,与其说以上这些是真实数据,不如说是人类的想象。到目前为止,除了冥王星的相对大小以及它在宇宙中的位置,对于其他方面我们一无所知。

至此我们可以止步了,因为我们到达了太阳系目前已知的边界。这趟旅程会让我们对各个星球的无限性和多样性有一定认知,而这些星球也在这一过程当中完成了各自的使命。

从地球和冥王星上看到的日面对比。P为冥王星在近日点时看到的太阳大小,A为它在远日点时看到的太阳大小。

(1) 现代探测表明,冥王星直径约2320千米,其质量为地球质量的0.24%。(《基础天文学》)

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