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冥王星是太阳系内的一颗矮行星,主要由岩石和冰组成,大约零下225摄氏度,是太阳系最冷的星球之一。体积只有月球的三分之一,质量为月球的六分之一。冥王星也是围绕太阳运行的天体,但是轨道离心率和倾角较高,所以近日点和太阳表面的距离大约为30天文单位(44亿公里),远日点大约49天文单位(74亿公里)。所以换算下来太阳发出的光平均要5.5个小时才能到达冥王星上。
冥王星在1930年第一次被人们发现,并且被视为太阳系第九大行星。之后随着天文学家的研究,在发现了众多轨道离心的冰质天体之后,人们才认识到冥王星只是外太阳系较大冰质天体中的一员,2006年,冥王星被划分为矮行星。
原因主要是因为体积太小,而且运行轨道和海王星的轨道相交。当然它们并不会碰撞,因为运行轨道不在一个平面内。冥王星距离地球也非常遥远,大约是太阳到地球距离的50倍,直到2015年,美国的的新地平线号探测器才第一次造访冥王星。
星球上的科学
冥王星与太阳平均距离约60亿公里,其中近日点44亿公里,远日点74亿公里,光速每秒30万公里,小学文化随便一算,这个数值不就出来了。
光到达冥王星平均用时要20000秒,也就是约5.56小时;在冥王星运行到距离太阳最近时,太阳光到达那里需要14667秒,也就是4.07小时;冥王星运行到距离太阳最远时,太阳光到达那里需要24667秒,也就是6.85小时。
冥王星是美国天文学家克莱德·汤博1930年发现,当时以为这颗星很大,被归入太阳系大行星行列,排名老九。后来发现它很小,而且有些重要条件不符合行星的特征,国际天文联合会就于2006年投票取消了它行星的资格,划入矮行星的行列。
许多人甚至不少科学家都为冥王星被驱逐打抱不平,但国际天文联合会是投票决定的,少数服从多数,也没有法子。
取消冥王星行星资格并不是因为它太小,更重要的是行星的两大规矩它不太符合:
一条是轨道太过椭圆,扁率大大超过其他八大行星,其轨道半短轴甚至进入了海王星轨道,有人认为,冥王星原来是海王星的一颗卫星,被海王星引力弹出;
另一条是行星必须清空自身轨道的小天体,冥王星没有做到这一点。原来认为卡戎是冥王星的卫星,实际上不能算作它的卫星,卡戎并没有围绕着冥王星旋转,它们玩的是“二人转”,相互围绕着空中一个看不到的质心旋转。
这是冥王星被驱逐的主要原因。但冥王星也可能因祸得福,没做成凤尾,却做了个鸡头,在矮行星中它是老大。
这就像在官场,某人在一个单位任9把手,轮到他几乎就没什么话语权了,但调到一个低半格的单位却做了1把手,说一不二。是凤尾好呢还是鸡头好呢?大家说说。
不过冥王星差点连鸡头都没做成,主要是出了个阋神星。这个2005年发现的小矮行星,开始人们认为比冥王星质量还多出27%,就是这个家伙的出现,让科学家们最终下了把冥王星降格的决心,否则怎么摆这个阋神星的位置呢?
2010年后,人们才发现阋神星比冥王星略小,冥王星在矮行星中的老大地位才得以名正言顺,而且把海王星轨道外发现的矮行星统一叫做类冥天体,这下冥王星可成了真正的大哥大级矮行星了。
现在已经确定的矮行星有五颗,除了老大,还有阋神星、鸟神星和妊神星都属类冥天体,谷神星是位于小行星带的一颗矮行星,就不在类冥天体中算帐了,但也是矮行星家族,还属冥王星统管。
另外卡戎既不能算作冥王星的卫星,就也应该算在矮行星范畴。
还有一些小行星,比如伊克西翁、2005 FY9、Orcus、赛德娜、夸欧尔等10余个小天体,都还在等着确认,它们有的是类冥天体,有的不是,但都很可能被确认为矮行星,冥王星管辖的队伍就大了,像沙家浜里的胡传魁,有十七八条枪了,至少也能成为一个草头王了。
所以冥王星待遇还是要享受的,为冥王星归行星之队大声疾呼的NASA科学家艾伦·史腾为了表示对冥王星的安慰,主持了新地平线号探测器的发射,这是人类首艘对冥王星和柯伊伯带小行星探测的航天器,也是飞行最远进行太阳系探测的航天器,也让冥王星享受了一把行星级待遇。
新地平线号探测器于2015年7月14日飞掠冥王星,近距离揭开了冥王星神秘面纱,精确的测量了冥王星直径为2370公里,比阋神星2326公里直径大44公里,再一次确认了冥王星为矮行星草头王的地位。
但有一点可以肯定的是,由于矮行星越来越多的被发现,虽然有艾伦·史腾等一些科学家打抱不平,冥王星重归行星队伍的希望也只能越来越渺茫,概率越来越小。
不过子非鱼安知鱼之乐,人家冥王星或许做这个草头王做得乐不思蜀,我们又何必此地无银三百两呢?
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时空通讯
冥王星是离太阳最为遥远的已知太阳系天体之一,那么,太阳光传播到这颗星球上需要多长时间呢?
与八大行星相比,冥王星的轨道偏心率非常高。冥王星的近日点在海王星轨道内侧,比海王星还要更靠近太阳,它与太阳的最近距离为29.66天文单位,即44.37亿公里。冥王星的远日点与近日点相差将近20天文单位(土星的轨道半径约为9.58天文单位),它与太阳的最远距离为49.31天文单位,即73.76亿公里。
光的传播速度约为每秒30万公里,所以太阳光传播到冥王星上所需的时间至少为4.1小时,最多为6.8小时。但需要注意的是,这只是太阳表面的光传播到冥王星上所需的时间。如果是太阳核心的氢核聚变所产生的伽马光子,它们传播到冥王星所需的时间极为漫长。
太阳核心的密度极高,相当于水的160倍。在这种致密的环境下,氢核聚变产生的光子不会直接传播到太阳表面,而是会与氢原子核持续相互碰撞。虽然太阳中心到表面的距离约为70万公里,但中心的光子走完这段距离平均需要17万年,而不是两秒多。
那些到达太阳表面的光子其实已经产生了很长的时间,所以无论是冥王星上,还是在地球上,接收到的太阳光其实已经很古老。如果要说太阳光传播到冥王星上需要多长时间,这个答案可以说是大约17万年。
如果未来人类可以登陆冥王星,在那里看到的太阳非常小,小到只是个亮点。不过,与其他恒星相比,太阳离冥王星非常近,所以太阳看起来仍然是天空中最亮的恒星。
另外,虽然冥王星会运行到海王星的轨道内侧,但这两颗天体并不会发生碰撞。这是因为冥王星的轨道倾角高达17°,冥王星其实会在海王星轨道的上方穿过,并不会与海王星轨道相交。
火星一号
1930年,科学家们在太阳系的边缘上发现了一颗遥远的行星,于是使用了同年迪尼斯动画片中的一只叫做布鲁托(Pluto)的狗来进行命名。2006年,该冥王星被科学家从九大行星中除名,结束了其超过70年的行星历史。
冥王星的体积非常地小,体积只有月球的三分之一,质量是月球的的六分之一,直径只有2360公里,是木卫二直径的四分之三,而其的最大卫星“卡戎”的直径大约为1207公里。
冥王星的运行轨道距离太阳,近日点为30天文单位(44亿公里),远日点为49天文单位(74亿公里),平均距离约59亿公里,太阳光从太阳到冥王星上需要5.46小时。
冥王星的表面上覆盖着大量的冰层,其中包括冰冻氮和甲烷,星球整体密度是冰水的两倍,质量由三分之二的岩石以及三分之一冰水构成,存在稀薄的大气层,大气主要成分为氮气,含一氧化碳和甲烷。
另外再附录上太阳光从太阳到其他星球所需的时间给你:
水星 3分12秒,金星 6分0秒,地球 8分18秒,火星 12分39秒,木星 43分11秒,土星 1小时19分10秒,天王星 2小时39分55秒,海王星 4小时15分19秒。
拉拉酋长
4小时7分~6小时46分
为什么不是一个准确数字,而是一个范围呢?因为冥王星的轨道太扁了,是个椭圆,它有时离太阳近,有时离太阳远。
上面这张图,红色的圈就是冥王星的轨道,而蓝色的圈则是海王星的轨道。可以看出,冥王星轨道很扁,海王星轨道则近似为圆。而且冥王星有时候会跑到海王星的轨道内侧。
冥王星准确的轨道信息是这样的:
近日点——29.657天文单位(4.437×10⁹km)
远日点——48.871天文单位(7.311×10⁹km)
(一个天文单位等于太阳到地球的距离)
我们知道光速为299792.458 km/s,用冥王星的近日点、远日点距离除以光速就可以得到所需时间为:4小时7分~6小时46分。
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冥王星的轨道偏心率较大,倾角也较大。其轨道近日点44亿公里,远日点74亿公里。目前冥王星距离太阳大约59亿公里。
光速按照30万公里每秒计算,按照目前冥王星的位置,太阳发出的光需要五个半小时到达冥王星。
在冥王星公转期间,远日点阳光需要6.85个小时到达,近日点需要4.07个小时到达。