當前位置: 華文世界 > 科學

回顧:冥王星有多可怕?被天文學家踢出「九大行星」,一點都不冤

2024-07-22科學

在太陽系邊緣遙遠的盡頭的冥王星究竟有多可怕?為什麽一度加入了「九大行星」的它,最終會被天文學家除名?

冥王星的發現:從「馬賽克」到還原真容

其實冥王星的發現可以說是一個意外。

19世紀40年代奧賓·勒維耶透過分析經典力學分析天王星軌域異常後,預測了海王星的存在。可是海王星的發現,卻並沒有完全解釋天王星的軌域變化,因此人們推測:在海王星之外一定還有一顆質素更大的行星,透過重力在影響著海王星和天王星的執行軌域!

科學家們把這顆行星命名為X行星。

原「九大行星」

然而,尋找X行星的工作持續了數年,卻一直毫無進展。

雖然在1909年到1915年之間,美國葉凱士天文台就陸陸續續拍攝了15張冥王星的影像照片,但由於相隔距離實在是太過遙遠了,照片很模糊,天文學家們很難透過滿屏的馬賽克告訴大眾發現了什麽。

直到1930年2月18日,著名天文學家基利德·湯博才借助閃爍比對器快速調換感光幹板拍攝到了一張還算能看的冥王星照片。天文台都對照片進行了驗證修復,立刻公布了發現第九大行星的訊息,瞬間轟動了全球。

然而,自打發現冥王星之後,隨之而來的謎團是一個接著一個。

起初,人們認為冥王星是顆很大的行星,至少質素應該不遜色於天王星和海王星。1931年透過軌域觀測返回的數據來分析,則駁斥了這一觀點,天文學家推算出冥王星的大小應該跟地球差不多。

等到了1948年,計算數據再次駁斥了上述觀點,冥王星應該比地球小,跟火星差不多。

其後漫長的歲月裏,冥王星就像吃了減肥藥的瘦身女郎一樣,質素是一減再減,最終1978年,科學家們終於測得了冥王星的真實質素,僅僅相當於地球的千分之二。這樣小的行星怎麽可能影響旁邊龐大天王星的軌域呢?說是被天王星托著跑倒有可能。

所以說,冥王星很可能根本就不是天文學家們要尋找的X行星,1989年旅行者2號飛掠海王星時重新測量了數據。

原來海王星的真實質素比科學家們之前推測的,多了千分之五。其實重新計算之後,發現海王星和天王星的軌域都沒有問題,完全不存在什麽X行星對他們進行影響,這冥王星的發現完全是歪打正著,無心插柳柳成蔭。

旅行者2號

被從「九大行星」中除名,冥王星到底有什麽貓膩?

可就是由於冥王星真實質素的確定,卻讓冥王星跌出了九大行星的寶座,這又是怎麽回事呢?

一是冥王星的個頭實在是太小了,木星的幾個衛星木衛一、木衛二,我們身邊最熟悉的月球,都比冥王星個兒大。人冥王星算第九大行星,這哥幾個往哪放啊?

簡單易懂的「九大行星」大小對比圖

第二點,就是在太陽系的最外側有一個被稱為凱伯帶的小行星帶,這裏面有許許多多個頭不遜色於冥王星的小行星。就拿個頭最大的鬩神星來說吧,比冥王星還重了27%呢!要是冥王星算第九大行星了,那第十大,第十一大,一直數下去,太陽系內的行星全成了大行星了。

為此國際天文聯合會特意對行星的定義提出了三個條件:

該天體軌域必須圍繞太陽運轉;可以透過自身重力作用形成球形;必須清理軌域附近的其他天體。

前兩者冥王星都滿足,可是冥王星的質素是其軌域上其他所有天體質素之和的7%,因此無法滿足第三項條件,所以被降格成了矮行星。

「八大行星」與被除名的冥王星

假設人站在冥王星上,會看到什麽景象?

冥王星的表面為碳黑色、深橙色和白色。由於距離太陽實在是太遠了,如果一個人站在冥王星上看太陽,就好比我們站在地球上看金星一樣,只是個閃閃發光的星星,完全感覺不到陽光的溫暖。

也正因為如此,冥王星白天的溫度只有零下220°C左右,夜晚更是到了零下240°C,如此低溫的環境別說是人了,就連我們平時在地球上常見的氮氣、甲烷等氣體,也全部被凍成了硬邦邦的固體冰。

根據2015年新視野號探測器傳回的數據,冥王星表面多達98%的地方是由固態氮、微量甲烷、微量一氧化碳所組成。

不過,據說冥王星內核的溫度要比外部高很多,甚至有不少科學家認為在冥王星的地表下存在著大面積的液態海洋。這一推論是透過冥王星上冰火山的發現而得出的。這顆矮行星別看溫度低,火山活動還是十分頻繁的。

不過,冥王星上的冰火山噴出的可不是地球那種滾燙滾燙的巖漿熔巖,而是濃稠而又泥濘的冰水混合物。如果形象比喻的話,冥王星冰火山噴發就像我們生活中擠牙膏一樣,一不小心用力過猛,就會讓牙膏噴灑的四處飛濺。

就算克服了低溫和火山活動的影響,人類想要在冥王星上定居仍然很難。

冥王星上的一天基本相當於地球上的6.38天,在這將近地球一周的日子裏,由於冥王星自轉傾斜角的關系,冥王星有四分之一的區域是終日不見陽光的,如果你不幸住在了這個區域內,你就會被無盡的黑暗所吞噬。

不過就算不在這個區域內又能好到哪去呢?地球和太陽之間的距離是1.5億公裏,所以我們才能感受到陽光的溫暖。而冥王星距離太陽的平均距離卻是59億公裏,足足是地日距離的40倍。

冥王星公轉太陽一周需要248個地球年,也就是說,一個人在冥王星上一年還沒過呢,自己都已經散手人寰,駕鶴西遊了,留下兒孫滿堂繼續奮鬥吧!西漢、東漢在地球上建立了千秋大業,到冥王星上,甭說千秋偉業了,一年還沒過完呢。

在冥王星上,有個特殊的宇宙網紅打卡地不得不提。這就是被稱作:冥王星之心的湯博區。這片心形的區域雖然都有一個明亮的外觀,但裏面的景色可是大不相同。

當新視野號傳回這片區域的最新特寫照片,科學家們幾乎都驚掉了下巴:冥王星上居然有一大片沒有任何隕石坑洞的平原。

科學家們過去都認為冥王星內部的熱量應該早就冷卻了,沒有辦法再透過地質構造的變化將隕石撞擊冥王星表面所留下的坑洞補平——但這片光滑平原的存在證明科學家們完全錯了。

不僅如此,這裏還有層巒疊嶂的山峰,有的高度達到了3500米,全部都是用厚厚的冰層所構成的。

據科學家分析,湯博區之前很可能遭受過大隕石的撞擊,後來冥王星上的液態氮逐漸流進了這一區域,凝固成冰,外加冥王星內部的地質變化,才逐漸造就了這些鬼斧神工般的山峰。科學家們現在更大膽猜測,冥王星可能現在都還持續在進行地質作用。

在這個心形的底部,就有個深暗色對的區域,似乎向人們訴說著那次撞擊後留下的傷疤。不過正是由於這片暗色,使其像極了迪士尼動畫中經典行星布魯托狗,而布魯托也正是冥王星的英文名。

冥王星之心

在冥王星,還能看到一個奇特的景象,就是冥王星的伴星卡戎。

卡戎是冥王星最大的衛星,其半徑大約為冥王星的一半,質素大約為冥王星的8分之1,與冥王星的平均距離僅為19570公裏,這只相當於地球赤道長度的一半,如此高的質素比,再加上如此近的距離,使得卡戎和冥王星都被對方潮汐釘選,始終只以相同的一面朝著對方。

「卡戎」伴星

如果一個人站在冥王星的適當位置上盯著天空的話,你會發現總有一顆巨大的星球掛在空中,而且不管你觀察多久,它都會處在天空的同一位置不會變化,一動不動,就好比冥王星忠實的守衛者一樣,正如卡戎這個名字也來自於希臘神話中冥河的擺渡人一樣。假如你對著它看久了,或許真的會覺得這個世界並不真實。

目前,我們現在但對於冥王星還知之甚少,這是因為以目前人類的技術,就算是發射探測器去冥王星,也需要十年之久的時間。然而,人類探索的腳步永不會停息。可以想象的是,在不太遙遠的未來,人類說不定真的可以在冥王星上登陸。