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探索太陽系的邊緣:鬩神星!它的發現讓太陽系發生了重大改變

2024-08-27科學

這張照片拍攝於2003年10月21日,畫面中的那個移動的亮點是一顆名為鬩神星的跨海王星天體,正是這顆天體導致了冥王星失去了其行星的地位。

關於海王星的發現

1846年,勒維耶和亞當斯兩位法國天文學家透過開普勒定律和牛頓力學的計算,發現天王星的運動軌跡非常異常,推測需要額外的重力作用才能解釋這一現象,從而猜測天王星外可能還有其他行星。

關於勒維耶

當時普遍的看法認為太陽系只有七大行星,最遠的就是天王星。

因此,提出天王星之外還有行星的觀點在當時看來幾乎是難以置信的,幾乎無人相信。

盡管如此,勒維耶依舊相信自己的計算,他預測了這顆未知天體的質素和可能位置,並將這些數據告知了柏林天文台的天文學家約翰-迦勒。

約翰-迦勒

1846年9月24日,迦勒根據勒維耶提供的預測位置成功發現了這顆天體。次日,即9月25日,柏林天文台宣布了這一重大發現,這顆新天體被稱為我們現在知的第八大行星——海王星。

這個預測的位置用方框標記,實際發現的位置用圓圈標記。

這是人類首次透過數學計算預測發現的天體,可稱為人類理論與自然法則的完美實驗。

因此,天文學家們對此次發現感到非常興奮,因為這次發現驗證了我們的理論,驗證了我們對自然規律的理解,證明了我們的理論是準確的。

在確認海王星之後,天文學家進一步計算發現,僅靠海王星的重力無法完全解釋天王星的運動異常,因此推測海王星外可能還存在其他行星。

這就是所謂的海王星外的天體。

由此,尋找第九行星的熱潮再次興起。

尋找第九行星

當時所有天文學家都在尋找第九行星,但沒人預料到,這顆行星竟由一位才工作不久、年僅24歲的天文學家發現,這位年輕的天文學家名叫湯博。

湯博

1929年湯博加入了洛厄爾天文台,在那裏工作不到一年,1930年2月,他發現了一個微弱的移動亮點,位置恰好與之前預測的第九行星位置一致,因此他猜測可能找到了第九行星。

天文台收到這一訊息後進行了進一步的驗證,並在1930年3月公布了這一發現,第九行星被發現了,隨後被命名為冥王星。

冥王星的發現照片

至此,太陽系的邊界再次擴充套件,太陽系的行星數量從八大行星變為九大行星。

但是,隨著鬩神星的發現,九大行星的稱號發生了變化。2006年,由於冥王星被降級了。

凱伯帶

冥王星被發現後,1951年,天文學家凱伯預測海王星外圍應存在一些冰質天體,類似小行星帶,圍繞太陽系。

凱伯

自從這個預測之後,天文學家又開始了新的尋找。

1992年,朱伊特和劉珍納首先發現了一顆編號為1992QB1的天體,這是繼冥王星及其衛星卡戎之後的又一發現,它的直徑約160公裏,雖然小,不足以威脅冥王星的行星地位,但它的發現逐漸揭示了凱伯帶的存在。

1992QB1

自1992QB1發現以來,從1993年開始,天文學家相繼發現更多的跨海王星天體,並且數量持續增加,從而證實了凱伯帶的存在。

這使得我們對太陽系的結構認識變得更加精細。

同時,也引發了新的問題。

後續發現的天體應如何分類?

因為這些新發現的天體都很小,與傳統行星有很大區別,所以問題並不突出。

但隨著鬩神星的出現,我們不得不重新考慮。

行星的新定義

2005年7月,由邁克爾-布朗領導的研究團隊在審查2003年的數據時發現了一顆質素比冥王星還大的天體,位於冥王星之外,2005年10月發現其有衛星,距離主天體約37000公裏,雖遠但未及卡戎大。

鬩神星及其衛星的照片

鬩神星的質素大於冥王星,並且擁有衛星,也繞太陽公轉,那麽它是不是第十大行星?

在此情況下,天文學家對天體分類感到疑惑。

按照傳統特征分類,那未來是否會有第11行星、第12行星?

這顯然是無法控制的混亂。

因此,天文學家不得不重新思考行星的定義,究竟什麽樣的天體才能被歸為行星?

哈伯拍攝的鬩神星

2006年8月,國際天文聯合會給出了新的行星定義:行星需要滿足三個條件:1. 繞恒星公轉;2. 質素足夠大,能在自身重力下形成球形;3. 能夠清除其軌域上的其他類似大小的天體。

根據這一新定義,冥王星和這個新發現的天體都不滿足第三個條件,無法清除自己的軌域,因此不能被定義為行星,那麽它們被歸類為什麽呢?

天文聯合會給出了新的分類——矮行星。

2006年9月,這個新發現的天體被正式命名為鬩神星,與冥王星一樣,被歸為矮行星。

至此,太陽系再無九大行星,只剩下八大行星。

而決定更改行星定義的,正是鬩神星的發現。

我是一名熱愛天文學的科普創作者,希望大家能繼續關註並支持我的工作。