太空系列（9）矮行星太阳系中已知最大的矮行星假老九冥王星

　　冥王星是太阳系中已知最大的矮行星，于1930年被发现。它被认为是太阳系第9大行星已有75年，直到发现阋神星和其他类似物体，导致它在2006年从行星降级为矮行星。 关键事实和摘要它是第一个被发现的柯伊伯带天体，也是已知最大的冥王星。它于1930年由克莱德·汤博（Clyde Tombaugh）发现，并被列为太阳系的第九颗行星，已有75年的历史。 自1990年代初以来，在发现其他类似大小的物体后，它作为行星的地位受到质疑。在2005年发现阋神星后，冥王星在2006年被从行星降级为矮行星，此前IAU定义了＂行星＂一词。 冥王星是已知第九大和第十大质量的物体，直接绕太阳公转。然而，当涉及到外海王星的天体时， 它是体积最大的，但质量不如阋神星 。 它以罗马冥界之神的名字命名，相当于希腊神话中的哈迪斯。 它主要由冰和岩石制成。与地球的月球相比，它相对较小，大约是月球质量的六分之一，体积的三分之一。 像其他柯伊伯带天体一样，它有一个偏心轨道。然而，偏心率适中，轨道倾斜，因为它的范围从30天文单位到49天文单位。 由于其轨道，冥王星周期性地比海王星更接近太阳。与海王星的稳定轨道共振可以防止它们相撞。来自太阳的光在大约5.5小时内到达冥王星，平均距离为39.5天文单位。 它有五个卫星：Charon，Styx，Nix，Kerberos和Hydra。卡戎是最大的，直径刚好超过冥王星的一半。它是矮行星中已知最大的卫星。 冥王星和卡戎之间的关系是抽象的。它们被认为具有双星系统关系，因为它们轨道的重心不位于任何一个物体内。 冥王星上的一天持续约153小时，而围绕太阳的整个旅程在大约248年内完成。它的卫星Charon也在大约153小时内绕冥王星运行，从未升起或落下，盘旋在面向冥王星的同一地点，只有一侧，这种状态称为潮汐锁定。 它的半径为737英里或1，185公里，因此它的宽度约为地球宽度的1/6，直径为1，445英里/2，326公里。 它的表面以山脉，山谷和陨石坑为特征。温度从-375到-400华氏度/-226到-240摄氏度不等。
　　通过Urbain Le Verrier在1840年使用牛顿力学，发现天王星的轨道上存在微扰。在海王星被发现并计算其质量后，人们推测需要一个更大的物体来解释这一点，因此行星X的假设诞生了。1894年，商人和天文学家珀西瓦尔·洛厄尔（Percival Lowell）创立了洛厄尔天文台，并于1906年开始寻找X行星近十年，直到洛厄尔于1916年去世。
　　洛厄尔不知道，他的调查捕捉到了两张微弱的冥王星图像，但它们并没有被认出是什么。1929年，在他的遗孀为他的遗产而战之后，对X行星的搜索重新开始，搜索仍在继续。
　　天文台主任把寻找X行星的任务交给了一个名叫克莱德·汤博（Clyde Tombaugh）的23岁少年，经过一年的努力，他终于找到了它。这个消息成为各地的头条新闻，洛厄尔天文台因此获得了命名新发现的权利。
　　冥王星这个名字是由英国牛津的十一名女学生Venetia Burney在进行调查后提出的，冥王星这个名字以选票获胜。该名称于1930年5月1日公布。当时的小女孩收到了相当于450美元的现代货币。最终选择一个名字，部分原因是冥王星的第一个字母是珀西瓦尔·洛厄尔的首字母缩写。 分类争议
　　冥王星作为行星降级为矮行星至今仍备受争议。即使是现在，NASA仍有身居高位的人强烈选择将冥王星重新归类为行星，而其他人则认为冥王星是一颗行星，而不管IAU的决定如何。
　　美国宇航局局长吉姆·布里登斯廷（Jim Bridenstine）公开宣称，冥王星绝对应该是一颗行星。2015年美国宇航局新视野号宇宙飞船的观测显示，冥王星的复杂性比以前认为的要大。一个可能的地下海洋，表面上的有机物质（生命的潜在前体）和多层大气层被揭示出来，从而引发了围绕冥王星的新辩论。冥王星被归类为行星75年，后来在柯伊伯带发现类似物体后降级为矮行星。然而，2005年发现阋神星，一颗类似于冥王星的矮行星，引起了问题爆发，从而引发了科学界关于什么应该被认为是行星的辩论。提出了三项要求：
　　该物体必须围绕太阳运行
　　物体必须足够大，才能被自身的重力包围。
　　它必须清除其轨道周围的社区。
　　冥王星未能满足第三个条件。它的质量大大小于其轨道上其他物体的总质量0.07倍，而地球是轨道上剩余质量的170万倍，没有月球。
　　无论如何，辩论仍在进行中。2006年，美国方言协会（American Dialect Society）投票选出了＂年度词汇＂（＂冥王星＂就是＂贬低或贬低某人或某事＂。即便如此，冥王星还是获得了一些勇气，因为＂冥王星＂一词将被用来指代它和其他轨道半长轴大于海王星的物体，并且质量足以达到近球形。 编队
　　冥王星是一组物体中最大的成员，这些物体在海王星轨道以外的圆盘状区域中运行，称为柯伊伯带。这个遥远的领域充满了数千个微型冰冷的世界，这些世界形成于大约45亿年前太阳系的早期。冥王星的起源和身份长期以来一直困扰着天文学家。
　　冥王星与彗星具有共同的特征，就像太阳风逐渐将冥王星表面吹入太空一样。从理论上讲，冥王星可能是由于众多彗星和相关柯伊伯带天体的聚集而形成的。虽然冥王星是已知最大的柯伊伯带天体，但海王星的卫星海卫一稍大，具有相似的地质和大气层，并且被认为是捕获的柯伊伯带天体。阋神星的大小与冥王星差不多，但不是柯伊伯带的永久成员，因为它也到达了一个称为散射盘的连接种群。柯伊伯带物体：
　　许多柯伊伯带天体与海王星有2：3的轨道共振，被称为冥王星。它们被认为是一个物体的残余物，可以与许多其他物体一起形成一个行星，但它们未能完全融合成一个成熟的行星。据信，冥王星目前的位置归功于海王星在太阳系形成早期经历的突然迁移。尼斯模型要求在最初的微行星盘中有大约一千个冥王星大小的天体，其中包括海卫一和阋神星。 距离、大小和质量
　　由于其轨道，冥王星周期性地比海王星更接近太阳。与海王星的稳定轨道共振可以防止它们相撞。来自太阳的光在大约5.5小时内到达冥王星，平均距离为39.5天文单位。在最远的点上，冥王星与太阳的距离为48.9天文单位，最接近的距离为29.7天文单位。目前冥王星距离地球34.3天文单位，光从它到我们大约需要4小时45分钟。
　　冥王星的表面积比俄罗斯大一点，大约是美国的一半宽，重力为0.063克，地球有1克。它的直径为2，376公里/1476英里，半径为1，188公里/738英里。它的大小大约是地球的18%，它的直径是地球月球的70%。
　　冥王星的质量仅为地球的0.22%或地球月球的18%。冥王星的质量也小于其他六颗卫星：土卫六，木卫四，埃欧，木卫三，欧罗巴和海卫一。冥王星的直径是小行星谷神星的两倍多，质量是小行星谷神星的十几倍，谷神星是小行星带中最大的天体。它的质量不如矮行星阋神星。 轨道和旋转
　　冥王星上的一天持续约153小时，而围绕太阳的整个旅程在大约248年内完成。它有一个不寻常的轨道，无论是椭圆形还是倾斜的。它的椭圆形轨道可以使它离太阳48.9天文单位，离太阳29.7天文单位，但平均大约是39天文单位。
　　即使冥王星似乎会与海王星相撞，但它们的轨道是对齐的，因此它们永远无法做到这一点，甚至无法彼此靠近。冥王星的自转周期，一天，等于6.39个地球日。像天王星和金星一样，它表现出逆行旋转，从东向西旋转。冥王星在其轨道平面的＂一侧＂旋转，轴向倾斜120 ，因此它的季节性变化是极端的。在冬至时，四分之一的表面处于连续的日光中，另外四分之一处于完全黑暗的环境中。 地质、结构和大气
　　冥王星的表面主要由约98%的氮冰组成，并含有微量的甲烷和一氧化碳。氮和一氧化碳在Tombaugh Regio的西叶Sputnik Planitia所在的反卡戎面上最丰富。它有覆盖着水冰的山脉。
　　冥王星的表面变化很大，亮度和颜色都有很大的差异。它是太阳系中对比最鲜明的天体之一，与土星的卫星Iapetus形成鲜明对比。颜色从炭黑色，深橙色和白色不等。它与埃欧的颜色相似，但橙色多一点，红色的比例明显少于火星。
　　值得注意的地理区域包括Tombaugh Regio，或＂心脏＂，其月球Charon，Cthulhu Macula或＂鲸鱼＂对面的一侧的大片明亮区域，尾随半球上的大片黑暗区域，以及＂黄铜指节＂，前半球上的一系列赤道黑暗区域。Sputnik Planitia是＂心脏＂的西叶，是一个1000公里/621英里宽的冰冻氮和一氧化碳冰盆地。有明显的冰川流入和流出盆地的迹象。然而，它没有任何陨石坑，这表明它的表面不到1000万年的历史。
　　冥王星的密度为1.860 0.013克/厘米3并且没有磁场。由于放射性元素的衰变最终会加热冰层，使岩石与它们分离，科学家们预计冥王星的内部结构是不同的，岩石物质已经沉降到一个密集的核心，周围环绕着水冰的地幔。
　　据推测，其核心的直径约为1700公里/1，056英里，几乎是冥王星直径的70%。
　　冥王星的大气层类似于彗星的大气层。它有一个薄而脆弱的大气层，当它靠近太阳时会膨胀，当它远离太阳时会坍缩。当它接近太阳时，它的表面冰升华，从固体变成气体，并上升形成暂时的稀薄大气层。新的结果表明，它可能仍然是气态的。大气气体的存在被追踪到1670公里高/1037英里，并且没有尖锐的上边界。
　　脆弱的大气由氮气、甲烷和一氧化碳组成。根据新视野号的测量，表面压力约为1 Pa，比地球大气压力低约100万至10万倍。
　　通过新视野号的观测，已经发现冥王星的高层大气比预期的要冷得多，70K/-203.15摄氏度。大气层分为大约20个有规律间隔的雾霾层，最高可达150公里/93英里。
　　卫星
　　只有五颗天然卫星被发现围绕冥王星运行。据信，这个卫星系统是在太阳系早期历史中与冥王星大小相似的天体碰撞后形成的。
　　卡戎是冥王星最大的卫星，其次是四颗小得多的环绕双星卫星：尼克斯、斯泰克斯、克贝罗斯和九头蛇。它们于1978年由天文学家詹姆斯·克里斯蒂（James Christy）首次发现。所有卫星的轨道周期都以轨道共振和近共振系统相连。4颗小卫星旋转，不像卡戎那样对冥王星保持相同的面孔。
　　卡戎
　　它以希腊神话中死者的摆渡人命名。它是冥王星最大的卫星，平均半径为606公里或377英里。它的直径大约是冥王星的一半，质量是冥王星的八分之一，是已知矮行星中最大的卫星。由于它的大小，引力的影响使得重心或冥王星系统位于冥王星之外，与太阳和木星的情况相同。有些人更喜欢将冥王星/卡戎视为双行星，而不是行星和卫星。
　　卡戎和冥王星每6.387天绕行一次。它们在引力作用下相互锁定。每个人都对另一个人保持相同的面孔。它55%由岩石组成，45%由冰组成。它没有大气层，其红色的极地地区，非正式地称为Mordor，是tholins存在的结果 - 基于甲烷和氮的有机分子。这些分子不被认为是卡戎的原生分子，而是起源于冥王星，并以某种方式被携带过来。穿过赤道，一条巨大的可能构造断裂带表明，有东西试图将卡戎撕裂。
　　据信，卡戎是在冥王星与类似天体发生碰撞后形成的。另一种理论是，卡戎与冥王星相撞，从而导致其目前的阶段。
　　尼克斯
　　它的直径为49.8公里/30.9英里，于2005年6月与九头蛇一起被发现。它以希腊之夜女神的名字命名。它是冥王星的第三颗卫星，在卫星Styx和Kerberos之间运行。将其命名为Nix和另一颗卫星Hydra的原因是为了纪念新视野号的航天器任务，首字母缩写为N和H。
　　尼克斯的红色区域很可能是由于撞击坑造成的。尼克斯的亮度比冥王星暗淡约5000。它被认为是在冥王星遭受碰撞后由碎片形成的。它没有潮汐锁定，并且与其他小卫星一样混乱地翻滚。它在43.9小时内完成旋转，逆行到冥王星赤道，轴向倾斜132度。自估计以来，旋转率增加了约10%。
　　尼克斯绕冥王星- 卡戎重心运行，距离48.694公里，30，257英里，位于Styx和Kerberos轨道之间。冥王星的所有卫星都有非常圆形的轨道，与卡戎轨道共面。尼克斯的轨道周期约为24.8546天，其轨道与冥王星的其他卫星共振。尼克斯与九头蛇的轨道共振为3：2，与Styx的轨道共振为9：11。
　　冥 河
　　Styx的发现是在2012年宣布的，它是冥王星的第二颗距离卫星，也是最后一颗被发现的卫星，比Kerberos晚一年。它在其最长的维度上大约16公里/9.9英里，轨道周期为20.2天。
　　它绕冥王星 - 卡戎重心运行，距离为42，656公里，位于卡戎和尼克斯的轨道之间。它与九头蛇的轨道共振为11：6，与尼克斯的轨道共振为11：9。Styx既是神灵，也是希腊神话中形成地球和冥界边界的河流。
　　Kerberos
　　Kerberos的最长尺寸约为19公里或12英里。这是第四颗被发现的卫星，并于2011年宣布。Kerberos 的双叶形状可能由两个合并的较小物体形成。
　　像其他小卫星一样，它有一个混乱的旋转。在新视野号飞越时，Kerberos的自转周期约为5.33天，其旋转轴向轨道倾斜约96度。它绕冥王星 - 卡戎重心运行，距离为57，783公里或35，905英里。它在尼克斯和九头蛇之间绕轨道运行，大约每32.127天绕冥王星进行一次完整的轨道运行。它应该被称为Cerberus，但这个名字被采用了，因此Kerberos这个名字的希腊语形式被IAU所接受。在希腊神话中，Cerberus是一只守卫着冥界大门的多头狗。
　　水螅
　　它是冥王星的第二大卫星，直径约51公里或32英里，略大于尼克斯。它们都是在2005年被发现的。它以希腊神话中的九头黑社会蛇命名。
　　从距离上看，它是冥王星的第五颗也是最外层的卫星，轨道超过冥王星的第四颗卫星Kerberos。它具有由水冰的存在引起的高反射表面，类似于其他冥王星卫星。
　　九头蛇比冥王星暗淡约5000倍。九头蛇表面的水冰相对纯净，与卡戎相比没有明显的变暗。与尼克斯相比，九头蛇的表面光谱略带蓝色。在新视野号飞越冥王星及其卫星时，九头蛇的自转周期约为10小时，其旋转轴向轨道倾斜约110度。九头蛇是唯一一颗在不到一天的时间内完成自转的冥王星卫星，使其成为最快的卫星。
　　九头蛇绕冥王星- 卡戎重心运行，距离为64，738公里/40，226英里。九头蛇的轨道周期约为38.2天，与冥王星的其他卫星共振。九头蛇与尼克斯的轨道共振为2：3，与Styx的轨道共振为6：11。
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