太陽系019 ~ 冥王星, 被降格的傢伙

太陽系019 ~ 冥王星, 被降格的傢伙

6-6-2020

 

泛星計劃找尋X行星

1864年, 自從第八颗行星海王星被人發現之後, 天文界專家们都火熱地继續找尋太陽系中下一顆或下兩顆行星。X在希臘數字中代表10, 在數学公式中它代表未知數。尋找X行星仍然在今天泛星計劃 (Pan-STARRS) , 有系統觀測全天區, 找尋太陽系中最後一颗行星。他们不相信海王星的軌道就是太陽系的邊界。

 

海外天体

1930年, 美国天文学家弗雷德里克‧倫納德 (Frederick Leonard, 1896~1960) 認為海王星的外面一望無際, 一定還有不少天体! 他稱它們為「海王星外天体」 (Ultra-Neptunian Bodies)。

 

近一百年來, 科学家找尋海外星體 (Trans Neptunian Object, or TNO) 的精神實在令人敬佩。

 

美國大富翁波斯波‧羅維爾 (Percival L. Lowell, 1855 ~ 1916) 是一個天文迷, 他發現天王星和海王星的軌道不符合預測, 極不尋常, 因此懷疑在海王星外圍一定还存在一颗大天體。羅維爾自己天天夜晚在自家的天文台, 对着夜空尋找这顆流浪客。

 

1916年11月12日, 羅維爾突然中風過逝, 他的遗霜透露老公是因為一直找不到那颗星, 憂鬱而亡! 決定捐出一筆錢成為基金, 繼續完成他的遺志! 大富翁不愁吃喝, 却為興趣走火入魔, 这是一個典型的例子!

 

發現冥王星

1929年, 羅維爾天文台從肯薩斯鄉下雇了一位23歲農民子弟, 名叫克萊德‧湯博 (Clyde W. Tombaugh, 1906~1997), 來執行這項枯燥乏味的任務。湯博沒受过什麼教育, 除了对星座很有興趣外, 他工作態度勤勞不懈。每晚不同時间他都要拍兩張天體相片, 比对星球位移速度。这顆海外未知行星, 位置遠, 移動速度慢。

 

1930年2月28日, 終於給湯博發現了! 他很興奮地和天文台台長確認这颗星, 發現和当初羅威爾預測的軌道相差無幾, 就立刻通知哈佛大学天文台。不久这颗新星就被命名為Pluto, PL縮寫紀念老板羅威爾。大家相信这顆可能就是那顆讓他瘁死不吉利的行星吧!

 

因為这顆不但是太陽系中一直被人尋找, 排名第九顆行星, 而且也是首次被美国人發現的行星, 美國人特感驕傲, 又被稱為「美國行星」。 她的直徑是2370公里, 繞太陽的軌道呈長椭圆形, 傾斜角度為17度, 與太陽平均距離是39.5 AU (59億公里), 繞一圈248年。湯博在那附近还發現了幾百顆大大小小的碎片、隕石和彗星等天體, 但都没冥王星大。

 

但是, 後來有人發現在羅威爾死前一年 (1915年), 这颗冥王星就已被他發現。但他為何沒有对外揭露呢? 羅威爾留下的謎團就是, 这颗冥王星果真的是他一生所追尋的那顆X行星嗎? 此事在往後幾十年裡, 在天文界討論不休!

 

降格成為矮行星

首先, 湯博發現的冥王星比羅大師預測那顆星的亮度要暗許多! 她個頭不大, 最多只有地球70%, 而且軌道呈長長的橢圓形。1949 年杰拉德‧柯伊博 (Gerard P. Kuiper, 1905 ~ 1973), 他也是後來提出柯伊博帶的那位天文專家, 量測冥王星質量, 約只有地球的 1/10!

 

1976年, 夏威夷大学三位天文專家, 分析了冥王星的光譜, 發現她的表層是由甲烷冰组成。從反射亮度的角度而言, 这颗星不該这麽暗, 表示她的質量可能只有地球的 1/100! 啊! 又被縮小了10倍。

 

1978年, 美國天文学家詹姆斯‧克里斯蒂和羅伯特•哈靈頓, 在美國海軍天文台發現冥王星的一颗衛星 (後來被命名為 Charon)。他利用衛星遮光技術, 算出冥王星的質量只有地球的1/500!

 

1989年, 旅行者2号飛越这颗迷樣的冥王星, 執行近距離量測, 她的體重再度下調了0.5%。它也测量了海王星的軌道, 这時NASA宣布, 海王星軌道的擾動與X行星存在與否無關。接着以下數年陸續分析了先鋒10 和 11号送回的數据, 都支持这種說法。

 

冥王星重量太輕, 個頭太小, 只有月亮的12％, 軌道又很奇怪, 而且中途切入海王星的軌道, 事實上在1980~1990年之间大部分時間裡離地球比海王星更近! 2005年國際天文聯合会將冥王星降格成為矮行星。從此太陽系又变成只有8顆行星。

 

探索冥王星

2015年, NASA新視野号太空飛行器, 探索了冥王星, 傳回來的資訊讓科学家們对冥王星的了解邁進了一大步。

 

它的表面溫度約零下200 °C 。呈紅色, 大部分是冰甲烷、氮和一氧化碳。極区覆蓋着氮冰, 地貌多樣, 包括: 冰川、断層、懸崖、雪峯和深坑。有一片80萬平方公里氮冰平原, 為紀念人類第一顆蘇聯造衛星, 命名為斯普特尼克平原。

 

此外, 冥王星的地質運動活躍, 地表测出水冰。大氣層數百公里厚, 約有10多個由有機分子構成的同心霧層, 因此天空呈蓝色!

 

冥王星最大的衛星卡戌 (Charon), 直徑是冥王星的一半, 体積是它的1/8。故理論上, 他兩應是手拉手旋轉的「双矮行星系統」。此外, 冥王星還有四顆体積小, 非圓形的衛星, 從冥衛一到冥衛五他们名字叫: Nix、Hydra、Kernersville 、 Styx。事畢, 新視野号選擇柯伊伯帶中稍微大些的天体做為下一個探測目標。