冥王星(仿佛到达冥界)

#所见所得,都很科学#

2015年,经过长达九年的长途跋涉,人类凝聚当时最尖端科技的宇宙探测器新视野号终于抵达了曾经九大行星的边疆——冥王星的上空,并拍下了这张经典照片。这是在1930年天文学家第一次发现冥王星的存在后,时隔85年,人们第一次看清这颗神秘星球的模样

距离遥远、名字霸气,其表面看起来却竟然有一个爱心般的图案……这张照片又一次把冥王星这颗神秘的星球推到了大众的视野前,种种因素集合在一起,不禁让人对冥王星有了浪漫的遐想,甚至引起了网友们的争相创作。然而,冥王星真的像你想象的那样吗?人们是如何发现它,又怎样给它起了这样一个名字呢?

曾经是九大行星,冥王星又因为什么被踢出了这个行列?冥王星的“双星系统”又是什么神奇的东西?它的环境如何,有朝一日人类会有机会亲身站在它的地表,遥望浩瀚的星空吗?往下看,这篇文章将带你解开关于冥王星的种种谜团。

从“行星X”到被除名“九大行星”

自从人类开始拥有思考的能力,我们就没有一刻不在漫长而孤寂的夜晚静望星空,想着天上闪闪发光的无数亮点到底是什么,我们要如何才能像嫦娥飞天一般触碰到它们。

抱着这种最原始的好奇心与期望,古人不仅只靠观察与简单的数学计算便摸清了许多“亮点”的运行规律,在后来还不断发明着天文望远镜,只渴望瞥上一眼这些遥不可及的星星。

1840年代,法国数学家、天文学家奥本·勒维耶在对天王星的运行轨道进行分析后,预测出了当时还未被发现的海王星的位置,在当时谁也想不到,这竟然还会牵扯出另一颗从未被人类观测到的星球。

基于奥本的研究成果,在后来的几十年里,新兴的天文学家很快发现,天王星的轨道在受到海王星的影响之外,似乎还受到另一种微乎其微的影响,很可能来自另一颗遥远的、小质量的行星,他们姑且把这颗还未经确认是否存在的行星命名为——行星X。

此后,各大天文学家,甚至是富商,都在寻找着这颗神秘的行星X的踪迹,只求拍摄到它的图像,或是出于对科学研究的渴望与好奇,或是想要引发公共舆论爆炸,甚至一炮而红。一位来自波士顿的富商珀西瓦尔·洛厄尔也是其中一员,自1906年起,他就一直在自己创建的罗威尔天文台中寻找行星X,可惜一无所获。

不过,天文台的工作人员们从未因一时的挫败而停止对行星X的追求。1929年,搜索行星X的任务经由天文台当时的主管维斯托·斯里弗交给了克莱德·汤博,也正是这位名叫汤博的年轻人,给人类对于冥王星(当时还叫行星X)的研究掀开了新的篇章。

1930年,观察细致入微、行事谨慎的汤博在拍摄无数夜空照片,并分析比对每张照片中天体位置的变化情况后,终于在一张质量不佳的照片中确认了一个十分模糊的天体的运动轨迹,那正是后来的冥王星——当年3月13日,发现第九大行星的爆炸消息由电报发往了哈佛大学天文台,此消息很快引起了世界轰动。

发现它的罗威尔天文台有着对它的命名权,人们于是争先恐后地向天文台发送命名建议的信件,其总数超过一千张,直接堆满了天文台——万一一个不小心,自己就能青史留名了,谁会放过这样的好机会呢?从宙斯(Zeus),到珀西瓦尔(Percival),再到康斯坦斯(Constance)……从神的名字,到没什么意义只是好听的名字,天文台都觉得不太合适。

但很快,工作人员发现了一个中意的名字——普鲁托(Pluto),它是古罗马神话中冥界之神的名字,黑暗、神秘的意味正适合这颗刚被发现的、距离人类遥不可及的天体。

他们了解到,提出这个名字的是,一个生于1918年来自英国牛津的年仅10岁的小女孩威妮夏·伯尼,她从小便对古罗马神话有着浓厚的兴趣,于是才提出了这个名字。

此外,她还提议使用P.L.作为冥王星的首字母,以纪念珀西瓦尔·洛厄尔(Percival Lowell)为发现冥王星做了许多宝贵的努力。而这个小女孩,于2009年去世,享年90岁。

1930年7月12日,经过天文台工作人员审议,“Pluto”最终全票通过,成为了行星X的正式名称,它的天文符号♇,也是由“P”和“L”两个字母构成的花押字。1930年5月1日,该名称向公众公布。后来,这名字传到中国,又通过“冥界之神”的意思,意译为了“冥王星”。

再后来,2015年,人类第一次看清楚了冥王星外表的模样,并将其表面标志性的心型命名为“汤博区”,以纪念首次发现冥王星的天文学家克莱德·汤博。

备受争议的“矮行星”与神奇的“双星”系统

自首次被发现起,冥王星就一直吸引着人们的目光,不仅一直被天文学家在研究方面重视,还一直争议不断,而争议来源就是其质量问题,这决定了冥王星的身份到底是不是行星

由于技术的限制,在被发现之后的很长时间里,天文学家无法直接到达冥王星为其测重,连目测其大小也难以做到,只能通过测量其对天王星运行轨迹产生的影响,并通过计算反推它的质量。然而,这样的做法误差很大,因为天王星和冥王星都在不断运行,而且它们的运行轨迹相差甚远。

1931年,天文学家初次估算冥王星的质量,认为其质量大约等于地球1948年,这个估计的数字下降到了火星的质量,约为地球质量的十分之一。

1976年,又有天文学家通过冥王星的反照率计算得出冥王星的质量可能甚至不足地球的百分之一。时至今日,天文学家通过更精密的计算,得出冥王星的质量只有地球的千分之二左右。

随后,人们又发现,冥王星附近有着许多与它体积差不多的天体,这些天体共同组成了位于黄道面附近的天体密集区域,被称为“柯伊伯带”。也就是说,冥王星或许不能成为与各大行星并列的太阳系第九大行星——这一问题在几十年间成了争议的中心。

2006年,争议到达了巅峰,如何终结?

国际天文学联盟终于出来发声,规定了太阳系“行星”一词的定义:

1.天体必须绕太阳公转。

2.天体必须足够大,才能通过其自身引力形成球形。更具体地说,其自身的重力应将其拉成流体静力平衡所定义的形状。

3.天体必须清除其轨道附近的区域。

而冥王星显然不符合第三个条件,它的轨道附近还有许多小行星。也因此,冥王星最终被逐出了“九大行星”的行列,成为了柯伊伯带中的一颗“矮行星”(即无法清除其轨道附近区域的行星)。

还不仅如此,在后续的研究中,天文学家们发现冥王星实际上处于一个“双星”系统中,更确切地说,是一个“双行星”系统。什么是双星系统?即两颗天体互相可以成为对方的卫星或是独立的矮行星。

冥王星有五颗已知的卫星,其中最大的一颗名为卡戎(Charon),冥王星与卡戎的质心位于它们之间的空间,两颗天体即组成了一个双星系统。它们就像一对舞池中的舞伴,互相注视着对方,在浩瀚无边的宇宙中翩翩起舞。

之所以会出现这样的情况,还是因为质量的问题。冥王星和卡戎的质量和体积都相差不大,两者的距离也十分接近,其互相之间受到的独特引力作用就会造成这样的双星系统。也因此,许多天文学家并不认为卡戎是冥王星的卫星,而是一颗独立的矮行星。

时至今日,虽然关于冥王星的争议已经基本尘埃落定,但还是有许多天文学家在心理上无法接受将冥王星排除出九大行星的事实。确实,人类对于每一颗太阳系行星的发现都十分不易,每一步都意味着几代甚至几十代天文学家挥洒汗水、鞠躬尽瘁,冥王星的发现更是人类在太阳系又迈出了一大步的象征。

为了纪念冥王星的特殊地位,美国方言协会将“plutoed”定为2006年的年度单词,意为“使某人或某物,降级或贬值”。

冥王星的环境真的像冥界一般吗?

由于冥王星独特的名字,它带给人的印象总是黑暗的、代表着死亡的。那么,冥王星真实的环境真的像人们印象中一样,像“冥界”一般吗?会不会有一天人类科技发达了,平民百姓也能登上冥王星表面对这颗神秘的星球一探究竟呢?

首先,冥王星到太阳之间的距离大约为59亿公里,而对比地球到太阳的距离,仅仅只有1.496亿公里左右。由于遥远的距离,冥王星绕太阳一周需要约248个地球年,也就是说,地球绕太阳248圈,冥王星才能绕太阳一圈。这个数字十分惊人,从冥王星被发现到今天,它还未公转完一周。

让我们做一个简单的数学题:以地球时间为单位,冥王星每年是31,536,000秒,地球每248年是7,808,128,000秒,两者相除得到1/248,冥王星每过一秒地球就大约过了4分钟,对比十分明显。不过,时间终究是人类定义出来的,是一个相对的概念,待人类真的可以踩在冥王星的土地上,我们或许已经突破了时间的界限。

单从物理环境上来看,冥王星距离太阳十分遥远,带来的另一个坏处就是极寒。经过计算,天文学家得出冥王星的温度大概在-240℃到-220℃之间,如果没有特殊的装备,人类到达冥王星一秒就会被冻成冰棍。

同时,由于其极低的质量,它的引力也很小,如果你站在冥王星上,轻轻一跳高度可能就超过10米,正常在冥王星上行走几乎是不可能的。

此外,天文学家还观测到冥王星的大气压强只有地球的百万分之一到十万分之一,也就是说,一旦到达冥王星,人类的内外压强差会使其直接爆体而亡!

总而言之,人类如果站在冥王星上,一秒都不用,就会直接去世。

结语

不过,如果有朝一日人类克服了所有的一切障碍,科技到达新的高度,你或许会真的想登上冥王星一看美景——一望无际的冰原、高耸入云的山脉、复杂多样的山地地形……仿佛一个冰雪魔法世界。让我们期待天文学家们对于冥王星的更多研究吧!

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