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玻璃心学习日志(课堂篇---六年级) [复制链接]

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【八大行星】


木 星


 


木星是太阳系从内向外的第五颗行星,亦为太阳系中体积最大、自转最快的行星。它的质量为太阳的千分之一,但为太阳系中其他行星质量总和的2.5倍。木星与土星、天王星、海王星皆属气体行星,因此四者又合称类木行星,亦为太阳系体积最大、自转最快的行星2012年02月23日科学家称发现木星2颗新卫星 累计卫星达66颗。


简介


木星是一个巨大的气态行星,最外层是木星的大气。随着深度的增加,氢逐渐过渡为液态。在离木星大气云顶一万千米处,液态氢在高压和高温下成为液态金属氢。据推测,木星的中心是一个含硅酸盐和铁等物质组成的核区核区的质量约是地球质量的10倍。核区物质在极高的温度和极高的压力之下,物态难以预测,不太可能为固态核区边缘与外围物质没有明显的界限,物质组成与密度呈连续性过渡,木星是四个气体行星(又称类木行星)中的一个:即不以固体物质为主要组成的行星它是太阳系中体积最大的行星赤道直径为142984千米。木星的密度为1.326g/cm3,在气体行星中排行第二,但远低于其他四个类地行星


木星的高层大气是由体积或气体分子百分率约88–92%的氢和约8–12%的氦所组成(见右方表格)。由于氦原子的质量是氢原子的四倍,探讨木星的质量组成时比例会有所改变:大气层中氢和氦分别占了总质量的75%及24%,剩余的1%为其他元素,包括微量的甲烷、水蒸气、氨以及硅的化合物。另外木星也含有微量的碳、乙烷、硫化氢、氖、氧、磷化氢、硫等物质。大气最外层有冷冻的氨的晶体。木星上也透过红外线及紫外线测量发现微量苯和烃的存在。


木星大气层中氢和氦的比例非常接近原始太阳星云的理论组成,然而,木星大气中的惰性气体是太阳的二至三倍高层大气中的氖只占了总质量的百万分之二十,约为太阳比例的十分之一,氦也几乎耗尽,但仍有太阳中氦的比例的80%。这个差距可能是由于元素降水至行星内部所造成。


由光谱学分析而言,土星被认为和木星的组成最为相似,但另外的气体行星、天王星与海王星相较之下所含氢和氦的比例较低然而,由于没有太空船实际深入大气层的分析,除了木星之外的行星至今仍没有重元素数量的精确数据,


木星在太阳系的八大行星中体积和质量最大,它有着极其巨大的质量,是其它七大行星总和的2.5倍还多,是地球的317.89倍,而体积则是地球的1,316倍。按照与太阳的距离由近到远排,木星位列第五。同时,木星还是太阳系中自转最快的行星,自转一周只需要9小时50分30秒,所以木星并不是正球形的,而是两极扁,赤道鼓的三轴不等椭球体,扁平显著。木星是天空中第四亮的星星,仅次于太阳、月球和金星(在有的时候,木星会比火星稍暗,但有时却要比金星还要亮),因为木星体积巨大,反射太阳光的能力也强。木星主要由氢和氦组成,其中氢元素含量是84%,氦元素含量是14%,其他仅为2%,中心温度估计高达30500℃。


木星表面有一个大红斑,位于木星赤道南部。从东到西最长时有48000千米最小的时候也有20000多千米;从北到南最长有14000千米,最短时也有11000千米,面积大约453250000平方千米,能容纳三个地球。对于它是什么仍有争论,很多人认为它是一个永不停息的旋风,这个大红斑是1665年由法国后裔的天文学家卡西尼发现,每6个地球日按逆时针方向旋转一周,经常卷起高达8千米的云塔。它时常改变颜色和形状,但却从来没有完全消失过。


木星是太阳系中卫星数目较多的一颗行星,它们连同木星一起组成了木星系它们像一串珍珠似地围绕着主宰它们的天神--木星旋转着。


1610年1月,伽利略发现木星的最亮4颗卫星。由此它们被命名为伽利略卫星。它们环绕在离木星40~190万千米的轨道带上,由内而外依次是伊奥、欧罗巴、嘉里美和卡利斯托,它们分别被简称为木卫一、木卫二、木卫三、木卫四。


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以下是引用漫步云天在2015-3-17 9:49:00的发言:
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【八大行星】


土 星


土星,为太阳系八大行星之一,至太阳距离(由近到远)位于第六、体积则仅次于木星。并与木星、天王星及海王星同属气体(类木)巨星。古代中国亦称之镇星或填星。土星有土星环,截止2012年已发现62颗卫星。


基本介绍


土星,为太阳系八大行星之一,至太阳距离(由近到远)位于第六、体积则仅次于木星。并与木星、天王星及海王星同属气体(类木)巨星。古代中国亦称之镇星或填星。


土星是中国古代人根据五行学说结合肉眼观测到的土星的颜色(黄色)来命名的(按照五行学说即木青、金白、火赤、水黑、土黄)。而其他语言中土星的名称基本上来自希腊/罗马神话传说,例如在欧美各主要语言(英语、法语、西班牙语、俄语、葡萄牙语、德语、意大利语等)中土星的名称来自于罗马神话中的农业之神萨图尔努斯(拉丁文:Saturnus),其他的还有希腊神话中的克洛诺斯(泰坦族,宙斯的父亲,一说其在罗马神话中即萨图尔努斯)、巴比伦神话中的尼努尔塔和印度神话中的沙尼。土星的天文学符号是代表农神萨图尔努斯的镰刀。


土星主要由氢组成,还有少量的氦与微痕元素,内部的核心包括岩石和冰,外围由数层金属氢和气体包覆著。最外层的大气层在外观上通常情况下都是平淡的,虽然有时会有长时间存在的特征出现。土星的风速高达1,800公里/时,明显的比木星上的风快速。土星的行星磁场强度介于地球和更强的木星之间。


土星有一个显著的环系统,主要的成分是冰的微粒和较少数的岩石残骸以及尘土。已经确认的土星的卫星有62颗。其中,土卫六是土星系统中最大和太阳系中第二大的卫星(半径2575KM)(太阳系最大的卫星是木星的木卫三,半径2634KM),比行星中的水星还要大;并且土卫六是唯一拥有明显大气层的卫星。


土星特征


土星在太阳系的行星中,土星的光环最惹人注目,它使土星看上去就像戴着一顶漂亮的大草帽。观测表明构成光环的物质是碎冰块、岩石块、尘埃、颗粒等,它们排列成一系列的圆圈,绕着土星旋转。


土星符号及克洛诺斯土星运动迟缓,人们便将它看做掌握时间和命运的象征。罗马神话中称之为第二代天神克洛诺斯,它是在推翻父亲之后登上天神宝座的。无论东方还是西方,都把土星与人类密切相关的农业联系在一起,在天文学中表示的符号,像是一把主宰着农业的大镰刀。


在1781年发现天王星之前,人们曾认为土星是离太阳最远的行星。在望远镜中可以看到土星被一条美丽的光环围绕。土星还有较多的卫星,到2012年为止,已发现并证实的有62个。


土星和其他行星一样,也围绕太阳在椭圆轨道上运动。土星绕太阳公转的轨道半径约为9.54天文距离单位(约14亿公里)轨道的偏心率为0.056,轨道面与黄道面交角为2°5′,绕太阳公转一周约29.5年,公转平均速度约为9.6公里/秒。土星的自转很快,仅次于木星,其自转角速度随纬度而不同,在赤道上自转周期为10小时14分,在纬度60°处为10小时40分。由于快速自转,使得它的形状变扁,是太阳系行星中形状最扁的一个。土星表面也有沿赤道伸展的条纹带,表面为云层所覆盖。


土星在很多方面像木星,如它与木星同属于巨行星,它的体积是地球的745倍,质量是地球的95.18倍。在太阳系八大行星中,土星的大小和质量仅次于木星,占第二位。它像木星一样被色彩斑斓的云带所缭绕,并被较多的卫星所拱卫。它由于快速自转而呈扁球形。赤道半径约为60330公里土星。土星的平均密度只有0.70克/立方厘米,是八大行星中密度最小的。如果把它放在水中,它会浮在水面上。土星的大半径和低密度使其表面的重力加速度和地球表面相近。土星在冲日时的亮度可与天空中最亮的恒星(天狼星)相比。由于光环地平面与土星轨道面不重合,而且光环平面在绕日运动中方向保持不变,所以从地球上看,光环的视面积便不固定,从而使土星的视亮度也发生变化。当土星光环有最大视面积时,土星显得亮一些;当视线正好与光环平面重合时,光环便呈现为一条直线,土星就显得暗些。二者之间的亮度大约相差3倍。土星


用天文望远镜观察土星,看到的是一个带光环的天体。土星的赤道半径约为6万公里,其赤道半径与极半径相差5000多公里。体积为地球的740倍,质量为地球的95倍。在太阳系的行星中,土星的质量和大小仅次于木星。平均密度是0.7克/立方厘米,比水的密度还要小。由于土星的密度太小,其表面重力加速度和地球差不多(为地球的1.07)。在土星上,物体要有37公里/秒的速度才能脱离土星,比地球表面的脱离速度大得多,因此土星能把大量的大气束缚住。


为了探测太阳系外围空间的物理情况,1973年4月“先驱者11号”上天,1979年9月1日飞临土星,成为第一个就近探测土星的人造天体。“旅行者”1号、2号在考察完木星后,继续驶向土星,对土星进行考察。完成考察土星的任务后,“旅行者2号”又继续飞向天王星和海王星,对它们进行考察。这些“一身多任”的宇宙飞船,为我们带来了土星的新消息。


“先驱者11号”飞船于1979年8月、9月在距土星128万公里处发现,土星磁场十分特殊,磁场图很像一条大鲸鱼,其头部圆钝,两边伸出扁形翅,还有粗壮的尾巴。土星磁场的磁轴与其自转轴吻合,磁心偏离土星核心22.5公里。磁场范围比地球的磁场范围大上千倍,但比木星磁场小,也没有木星磁场复杂。


美国国立光学天文台的科学家们在研究“旅行者”2号发回的土星照片时,发现了一个奇怪的现象:在土星的北极上空有个六角形的云团。这个云团以北极点为中心,并按照土星自转的速度旋转。土星北极的六角形云团并不是“旅行者”2 号直接拍到,因为“旅行者”2 号并没有直接飞越土星北极上空。但它在土星周围绕行时,从各个角度拍下了土星照片。天文学家们把那些照片合成以后,才看清了土星北极上空的全貌,也才发现了那个六角形云团。土星北极上空六角形云团的出现,促使科学家们不得不重新认识土星。最近,NASA推测其成因与土星的气候有关。


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【八大行星】


天王星


天王星,是从太阳系由内向外的第七颗行星,其体积在太阳系中排名第三(比海王星大),质量排名第四。它的英文名称Uranus来自古希腊神话中的天空之神乌拉诺斯(Ο?ραν??),是克洛诺斯的父亲,宙斯的祖父。与在古代就为人们所知的五颗行星(水星、金星、火星、木星、土星)相比,天王星的亮度也是肉眼可见的,但由于较为黯淡以及缓慢的绕行速度而未被古代的观测者认定为一颗行星。直到1781年3月13日,威廉·赫歇耳爵士宣布他发现了天王星,从而在太阳系的现代史上首度扩展了已知的界限。这也是第一颗使用望远镜发现的行星。与太阳平均距离28.69亿千米。直径51800千米,平均密度1.24克/厘米^3,质量8742×10^28克。公转周期84.32年,自转周期17时14分24秒,为逆向自转。表面温度约-180°c。有磁场、光环和二十七颗卫星。


 


轨道自转


周期


天王星每84个地球年环绕太阳公转一周,与太阳的平均距离大约30亿公里,阳光的强度只有地球的1/400。他的轨道元素在1783年首度被拉普拉斯计算出来,但随着时间,预测和观测的位置开始出现误差。在1841年约翰·柯西·亚当斯首先提出误差也许可以归结于一颗尚未被看见的行星的拉扯。在1845年,勒维耶开始独立的进行天王星轨道的研究,在1846年9月23日迦雷在勒维耶预测位置的附近发现了一颗新行星,稍后被命名为海王星。


天王星内部的自转周期是17 小时又14 分,但是,和所有巨大的行星一样,他上部的大气层朝自转的方向可以体验到非常强的风。实际上,在有些纬度,像是从赤道到南极的2/3路径上,可以看见移动得非常迅速的大气,只要14个小时就能完整的自转一周。


转轴倾斜


天王星的自转轴可以说是躺在轨道平面上的,倾斜的角度高达98°,这使他的季节变化完全不同于其他的行星。其它行星的自转轴相对于太阳系的轨道平面都是朝上的,天王星的转动则像倾倒而被辗压过去的球。当天王星在至日前后时,一个极点会持续的指向太阳,另一个极点则背向太阳。只有在赤道附近狭窄的区域内可以体会到迅速的日夜交替,但太阳的位置非常的低,有如在地球的极区;其余地区则是长昼或长夜,没有日夜交替。运行到轨道的另一侧时,换成轴的另一极指向太阳;每一个极都会有被太阳持续的照射42 年的极昼,而在另外42年则处于极夜。在接近昼夜平分点时,太阳正对着天王星的赤道,天王星的日夜交替会和其他的行星相似,在2007年12月7日,天王星经过日夜平分点。


天王星上的节气:


北半球 年 南半球


冬至 1902,1986 夏至


春分 1923,2007 秋分


夏至 1944,2028 冬至


秋分 1965,2049 春分


这种轴的指向带来的一个结果是,在一年之中,天王星的极区得到来自于太阳的能量多于赤道,不过,天王星的赤道依然比极区热。导致这种结果的机制仍然未知;天王星异常的转轴倾斜原因也不知道,但是通常的猜想是在太阳系形成的时候,一颗地球大小的原行星撞击到天王星,造成的指向的歪斜。在1986年,旅行者2号飞掠时,天王星的南极几乎正对着太阳。标记这个极是南极是基于国际天文联合会的定义:行星或卫星的北极,是指向太阳系不变平面的上方(不是由自转的方向来决定)。但是,仍然有不同的协定被使用着:一个天体依据右手定则所定义的自转方向来决定北极和南极。根据后者的坐标系,1986年在阳光下的极则是北极。天文学家Patrick Moore对此议题的评论总结是:"请自行挑选吧!"


物理性质


天王星主要是由岩石与各种成分不同的水冰物质所组成,其组成主要元素为氢(83%),其次为氦(15%)。在许多方面天王星(海王星也是)与大部分都是气态氢组成的木星与土星不同,其性质比较接近木星与土星的地核部分,而没有类木行星包围在外的巨大液态气体表面(主要是由金属氢化合物气体受重力液化形成)。天王星并没有土星与木星那样的岩石内核,它的金属成分是以一种比较平均的状态分布在整个地壳之内。直接以肉眼观察,天王星的表面呈现洋蓝色,这是因为它的甲烷大气吸收了大部分的红色光谱所导致。


内部结构


天王星的质量大约是地球的14.5 倍,是类木行星中质量最小的,他的密度是1.29公克/厘米³ 只比土星高一些。直径虽然与海王星相似(大约是地球的4倍),但质量较低。这些数值显示他主要由各种各样挥发性物质,例如水、氨和甲烷组成。天王星内部冰的总含量还不能精确的知道,根据选择的模型不同有不同的含量,但是总在地球质量的9.3 至13.5 倍之间。氢和氦在全体中只占很小的部分,大约在0.5至1.5地球质量。剩余的质量(0.5至3.7 地球质量)才是岩石物质。


天王星的标准模型结构包括三个层面:在中心是岩石的核,中间是冰的地函,最外面是氢/氦组成的外壳。相较之下核非常的小,只有0.55 地球质量,半径不到天王星的20%;地函则是个庞然大物,质量大约是地球的13.4 倍;而最外层的大气层则相对上是不明确的,大约扩展占有剩余20%的半径,但质量大约只有地球的0.5 倍。天王星核的密度大约是9 克/厘米³,在核和地函交界处的压力是8 百万巴和大约5,000 K的温度。冰的地函实际上并不是由一般意义上所谓的冰组成,而是由水、氨和其他挥发性物质组成的热且稠密的流体。这些流体有高导电性,有时被称为水–氨的海洋。天王星和海王星的大块结构与木星和土星相当的不同,冰的成分超越气体,因此有理由将她们分开另成一类为冰巨星。


上面所考虑的模型或多或少都是标准的,但不是唯一的,其他的模型也能满足观测的结果。例如,如果大量的氢和岩石混合在地函中,则冰的总量就会减少,并且相对的岩石和氢的总量就会提高;目前可利用的数据还不足以让我门确认哪一种模型才是正确的。天王星内部的流体结构意味着没有固体表面,气体的大气层是逐渐转变成内部的液体层内。但是,为便于扁球体的转动,在大气压力达到1巴之处被定义和考虑为行星的表面时,他的赤道和极的半径分别是25,559 ±4和24,973 ±20 公里。这样的表面将做为这篇文章中高度的零点。


内热 


天王星的内热看上去明显的比其他的类木行星为低,在天文的项目中,他是低热流量。目前仍不了解天王星内部的温度为何会如此低,大小和成分与天王星像是双胞胎的海王星,放出至太空中的热量是得自太阳的2.61倍;相反的,天王星几乎没有多出来的热量被放出。天王星在远红外(也就是热辐射)的部分释出的总能量是大气层吸收自太阳能量的1.06 ±0.08倍。事实上,天王星的热流量只有 0.042 ±0.047 瓦/米2,远低于地球内的热流量0.075 瓦/米2。天王星对流层顶的温度最低温度纪录只有49 K,使天王星成为太阳系温度最低的行星,比海王星还要冷。


在天王星被超重质量的锤碎机敲击而造成转轴极度倾斜的假说中,也包含了内热的流失,因此留给天王星一个内热被耗尽的核心温度。另一种假说认为在天王星的内部上层有阻止内热传达到表面的障碍层存在,例如,对流也许仅发生在一组不同的结构之间,也许禁止热能向上传递。


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【八大行星】


海王星


 


海王星是远日行星之一,按照同太阳的平均距离由近及远排列,为第八颗行星。它的亮度仅为7.85等,只有在天文望远镜里才能看到它。由于它那荧荧的淡蓝色光,所以西方人用罗马神话中的海神——“尼普顿”的名字来称呼它。在中文里,把它译为海王星。


海王星在1846年9月23日被发现,是唯一利用数学预测而非有计划的观测发现的行星。天文学家利用天王星轨道的摄动推测出海王星的存在与可能的位置。迄今只有旅行者2号曾经在1989年8月25日拜访过海王星。在2003年,美国国家航空暨太空总署提出有如卡西尼-惠更斯计划科学水准的海王星轨道探测计划,但不使用热滋生反应提供电力的推进装置;这项计划由喷射推进实验室和加州理工学院一起完成。


海王星是太阳系八大行星中距离太阳最远的,体积是太阳系第四大,但质量排名是第三。海王星的质量大约是地球的17倍,而类似双胞胎的天王星因密度较低,质量大约是地球的14倍。海王星以罗马神话中的尼普顿(Neptunus)命名,因为尼普顿是海神,所以中文译为海王星。天文学的符号,是希腊神话的海神波塞冬使用的三叉戟。


海王星的大气层以氢和氦为主,还有微量的甲烷。在大气层中的甲烷,只是使行星呈现蓝色的一部分原因。因为海王星的蓝色比有同样份量的天王星更为鲜艳,因此应该还有其他的成分对海王星明显的颜色有所贡献。[8] 海王星有太阳系最强烈的风,测量到的时速高达2,100公里。[9] 1989年航海家2号飞掠过海王星,对南半球的大黑斑和木星的大红斑做了比较。海王星云顶的温度是-218 °C(55K),因为距离太阳最远,是太阳系最冷的地区之一。海王星核心的温度约为7,000 °C,可以和太阳的表面比较,也和大多数已知的行星相似。


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【八大行星】


冥王星 


冥王星,正式名称134340号小行星,是太阳系中已发现的第十大 围绕太阳公转的天体。它于1930年2月18日被发现,并以罗马神话中的冥王普路托(Pluto)命名,中文意译为冥王星。起初,它被认为是太阳系中的一颗行星,但是在2006年8月24日于布拉格举行的第26届国际天文联合会中通过第五号决议,将冥王星划为矮行星(dwarf planet)。而在2008年6月,国际天文联会再将冥王星做为子分类类冥天体(Plutoid)的原型。


基本简介


冥王星是太阳系中最后一个较大的行星,2006年以前与其他的八大行星并称九大行星,但2006年的天文大会已经将他降级成矮行星。冥王星是个轨道偏离太阳系平面的矮行星。右侧的照片图是冥王星与卫星的合影,左下角为冥王星,右上角的亮点则是冥王星的卫星凯伦。冥王星被人发现的时间是1930年。其英文名称(Pluto)是冥界之神的意思。


轨道和自转


冥王星的轨道周期是248地球年。他的轨道特征明显的与其它行星不一样,遵循接近圆形轨道,只有很窄部份靠近被称为黄道的其它行星运行平面。相较之下,冥王星的轨道是高度倾斜的(超过17°),并且有着高离心率(椭圆形)。这样高的离心率意位著在某些区域,冥王星会比海王星更靠近太阳。在1989年9月5日,冥王星-卡戎的质心来到近日点,而在1979年2月7日至1999年2月11日之间比海王星更靠近太阳。在这段时间,冥王星和海王星最接近的距离是27.960天文单位。


就长远来看,冥王星的轨道其实是混沌的。尽管电脑模拟可以预测数百万年的位置(在时间上向前和向后),但超过李雅普诺夫时间,长达一千万至二千万年的计算是不切实际的:冥王星有着极难预测的因素,在太阳系中对微小细节也很敏感的不可测量性,会逐渐破坏它的轨道。从现在开始的数百万年,冥王星可能在远日点、近日点,或任何的地点上,而我们是无从预测的。但这并非意味着冥王星本身的轨道是不稳定的,只是以它如今在轨道上的位置,不可能事先预知和确定未来的位置。一些共振和其它的动力学效应维系著冥王星轨道的稳定,得以在行星的碰撞或散射中获得安全


直径


由于冥王星太暗太小,发现后很长时间不能确定它的大小。最早估计它的直径是6600千米,1949年改为10000千米。1950年,柯伊伯用新建的5米望远镜将其修正为6000千米,1965年又用冥王星掩暗星的方法定出直径的上限为5500千米。1977年发现冥王星表面是冰冻的甲烷,按其反照率测算,冥王星的直径缩小到2700千米。1980年用夏威夷莫纳克亚山上的3.6米红外望远镜测出的冥王星直径在2600~4000千米之间,查龙直径为2000千米,一些天文学家观测指出,冥王星的直径约为2400千米,比月球(3475千米)还小,而查龙直径为1180千米它与冥王星直径之比是2:1,是原九大行星中行星与卫星直径之比最小的。


星体结构


冥王星主要可能是由冰所组成的,并且有一个由铁镍岩石混合成的小核,右图为冥王星结构的示意图,不过仍然需要更多的观测数据确认。藉由冥王星的恒星蚀可得知冥王星也有非常稀薄的大气。因为恒星被冥王星遮蔽时,恒星的光并非立刻消失,而是逐渐降低亮度,从降低亮度的情形得知,冥王星的大气分为透明的上层大气和相当不透明的下层大气。据光谱观测的结果,发现冥王星覆盖着甲烷的冰或霜。凯伦则是覆盖着水的霜。所以冥王星的反射能相当大,约达50%。由於距离太阳十分遥远,在冥王星上远望太阳,太阳已经变得像一颗亮星一样了,使得冥王星的表面因为缺乏热辐射源而十分寒冷,温度大约为-240度-220度之间。


冥王星相当黯淡,而且距离较远,因此还没有清晰的表面照片。要探索冥王星的庐山真面目,只有发射探测太空船接近冥王星才能得知。  


发现过程


1894年,美国亚利桑那州的天文学家帕西瓦尔·罗威尔建造了以其名字命名的罗威尔天文台。他试图在那处搜寻一颗可能存在的新行星,一颗摄动海王星公转的天体,称之为“行星X”。罗威尔计算出了那颗行星的所在位置,然而在他有生之年却未能找到这颗行星。1916年罗威尔去世后,天文学家克莱德·汤博继续在罗威尔天文台进行搜寻,把在同一天空、不同时间拍摄的照片底片,在背后灯光的照射下轮流先后显示,就会看到所有的恒星都没有变动,只有被拍摄到的行星会有位置变化,这样就能发现行星和小行星。多次对冥王星的搜索未能成功,原因是它比人们预计的要暗弱得多。在1919年,天文学家休姆逊曾以摄影方法纪录到冥王星,但其中一张照片中的冥王星像在污点上,在另一张相片中冥王星则靠在明亮的恒星附近,结果没有被发现。1930年1月18日与23日,汤博在双子座拍摄两张照片,在这两张照片上发现一个移动的小点,从而发现冥王星。他在同年2月18日公开这项发现。


1894年,美国亚利桑那州的天文学家帕西瓦尔·罗威尔建造了以其名字命名的罗威尔天文台。他试图在那处搜寻一颗可能存在的新行星,一颗摄动海王星公转的天体,称之为“行星X”。罗威尔计算出了那颗行星的所在位置,然而在他有生之年却未能找到这颗行星。


1916年罗威尔去世后,天文学家克莱德·汤博继续在罗威尔天文台进行搜寻,把在同一天空、不同时间拍摄的照片底片,在背后灯光的照射下轮流先后显示,就会看到所有的恒星都没有变动,只有被拍摄到的行星会有位置变化,这样就能发现行星和小行星。


多次对冥王星的搜索未能成功,原因是它比人们预计的要暗弱得多。在1919年,天文学家休姆逊曾以摄影方法纪录到冥王星,但其中一张照片中的冥王星像在污点上,在另一张相片中冥王星则靠在明亮的恒星附近,结果没有被发现。


1930年1月18日与23日,汤博在双子座拍摄两张照片,在这两张照片上发现一个移动的小点,从而发现冥王星。他在同年2月18日公开这项发现。  


 




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行星地位的争论


地球、阋神星、冥王星、鸟神星、妊神星、赛德娜、小行星225088、创神星和亡神星及其卫星的大小比较图


冥王星由于尺度小(比其他八大行星小得多)、轨道扁长,许多人对它能不能算一颗真正的行星表示质疑:


其它的一些天体,例如小行星2060(喀戎)的轨道与冥王星十分相似。


太阳系中行星所拥有的卫星中,有7个比冥王星更大,包括月球


在海王星外有一沿轨道运行的天体带——柯伊伯带。许多天文学家认为,冥王星就是这一轨道带上最大的天体之一并相信海王星是最后一颗“真正的”行星,


冥王星因为拥有卫星—冥卫一(卡戎)曾经因此被定义为行星。但天文学家其后相继发现小行星243(爱达)等部份小行星同样皆有卫星,所以拥有卫星被认为不再是判定行星的标准。


1998年曾有建议把冥王星剔除太阳系行星之列,但当年国际天文联合会(IAU)否决。2006年8月24日下午,在第26届国际天文联合会通过决议,由天文学家以投票正式将冥王星划为矮行星,自行星之列中除名。


2006年9月7日,国际小行星中心把已知或即将成为矮行星的天体赋与编号,冥王星现编号为小行星134340号2008年,国际天文联合会再次将冥王星划为类冥天体的原型,为矮行星项下的子分类,


冥王星刚被发现之时,它的体积被认为有地球的数倍之大。很快,冥王星也作为太阳系第九大行星被写入教科书。但是随着时间的推移和天文观测仪器的不断升级,人们越来越发现当时的估计是一个重大“失误”,因为它的体积要远远小于当初的估计。此外,冥王星(Pluto)的行星身份也一直以来成了天文学家们争论的焦点,这也是因为一直以来对行星没有一个具体清楚的定义。尤其,自1992年首次发现“柯伊伯带”(KuiperBelt)以来,更多关于天文发现加剧了人们其行星资格的争论。新发现重新引发争论。


自从70多年前被发现的那天起,冥王星便与“争议”二字联系在了一起一是由于其发现的过程是基于一个错误的理论;二是由于当初将其质量估算错了,误将其纳入到了大行星的行列。1930年美国天文学家汤博发现冥王星,当时错估了冥王星的质量,以为冥王星比地球还大,所以命名为大行星。然而,经过近30年的进一步观测,发现它的直径只有2300公里,比月球还要小,等到冥王星的大小被确认,“冥王星是大行星”早已被写入教科书,以后也就将错就错了。冥王星轨道最扁,以致20年间冥王星离太阳比海王星还近。从发现它到如今,人们只看到它在轨道上走了不到1/4圈,因此过去对其知之甚少。冥王星的质量远比其他行星小,甚至在卫星世界中它也只能排在第七、第八位左右。冥王星的表面温度很低,因而它上面绝大多数物质只能是固态或液态,即其冰幔特别厚,只有氢、氦、氖可能保持气态,如果上面有大气的话也只能由这三种元素组成。


进入21世纪,天文望远镜技术的改进,使人们能够进一步对海王星外天体(trans-Neptunianobjects)有更深了解。2002年,被命名为50000Quaoar(夸欧尔)的小行星被发现,这个新发现的小行星的直径(1280公里)要长于冥王星的直径的一半。2004年,被命名为90377Sedna(塞德娜)的小行星的最大直径也达到了1800公里,而冥王星的直径也只不过2320公里左右。


2005年7月9日,又一颗新发现的的海王星外天体被宣布正式命名为厄里斯(Eris)。根据厄里斯的亮度和反照率推断,它要比冥王星略大。这是1846年发现海王星之后太阳系中所发现的最大天体。尽管当初并没有官方的共识,它的发现者和众多媒体起初都将之称为“第十大行星”。也有天文学家认为厄里斯的发现为重新考虑冥王星的行星地位提供了有力佐证。


就连冥王星的显著特征——它的卫星和大气,也并不是独一无二的,海王星外天体带中的一些小行星也有自己的卫星。而且厄里斯的天体光谱分析也显示它和冥王星有着相似的地表,此外厄里斯也有一个较大的卫星戴丝诺米娅(Dysnomia)。 “


星籍”争议


而冥王星符合上述第三条行星标准。国际天文学同盟会进一步决议通过冥王星应该归入矮行星(dwarfplanet)之列,而且可以作为尚未命名的一类海王星外天体的原形。在此决议之前,人们也提出了不同的行星方案,其中一些甚至提到除了冥王星外也取消火星和水星的行星资格,而另外一些则提议将一些小行星也纳入行星之列。


2006年1月“新地平线”号发射,预计2015年到达冥王星进行观测九大行星中离太阳最远、质量最小的冥王星。它在远离太阳59亿千米的寒冷阴暗的太空中蹒跚前行,这情形和罗马神话中住在阴森森的地下宫殿里的冥王普鲁托非常相似。因此,人们称其为普鲁托(Pluto),在天文学中是普鲁托英文名字前两个字母,又是对冥王星发现有推动之功的美国天文学家洛韦尔(PercivalLowell)姓名的缩写。


冥王星是最晚发现的一颗行星,和天王星、海王星的发现相比,冥王星的发现可算得上“好事多磨”。冥王星的亮度很弱,只有15等,即使在大望远镜拍摄的照片上,它和普通的恒星也没有什么差别,要想在几十万颗星星中找到它,真好比是大海捞针。


在寻找冥王星的工作中,天文爱好者出身的美国天文学家洛韦尔详细计算了这颗未知行星的位置,用望远镜仔细寻找,付出了十几年的心血。直到1916年11月16日,他突然去世。


1925年,洛韦尔的兄弟捐献了一架口径32.5厘米的大视场照相望远镜,性能非常好,为继续搜寻新行星提供了优越的条件。


1929年,洛韦尔天文台台长邀请汤博(ClydeWilliamTombaugh)加入未知行星的搜索行列。他们一个一个天区地搜索,拍摄了大量底片,并对每张底片进行细心地检查,工作艰苦、乏味。1930年1月21日,汤博终于在双子星座的底片中发现了这颗新行星。 


现况


2004年,冥王星已被移除9大行星,原因尚未明确,有可能是因为脱离轨道引发的,还有无资格列入9大行星,但是直到今日,原因还未明确。


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新华网北京2006年8月24日电(记者杨骏)国际天文学联合会大会24日投票决定,不再将传统九大行星之一的冥王星视为行星,而将其列入“矮行星”。许多人感到不解,为什么从儿时起就一直熟知的太阳系“九大行星”概念如今要被重新定义,而冥王星又因何被“降级”?

“行星”这个说法起源于希腊语,原意指太阳系中的“漫游者”。近千年来,人们一直认为水星、金星、地球、火星、木星和土星是太阳系中的标准行星。19世纪后,天文学家陆续发现了天王星、海王星和冥王星,使太阳系的“行星”变成了9颗。此后,“九大行星”成为家喻户晓的说法。


不过,新的天文发现不断使“九大行星”的传统观念受到质疑。天文学家先后发现冥王星与太阳系其他行星的一些不同之处。冥王星所处的轨道在海王星之外,属于太阳系外围的柯伊伯带,这个区域一直是太阳系小行星和彗星诞生的地方。20世纪90年代以来,天文学家发现柯伊伯带有更多围绕太阳运行的大天体。比如,美国天文学家布朗发现的“2003UB313”,就是一个直径和质量都超过冥王星的天体。


布朗等人的发现使传统行星定义遭遇巨大挑战。国际天文学联合会大会通过的新行星定义,意在弥合传统的行星概念与新发现的差距。


大会通过的决议规定,“行星”指的是围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状、能够清除其轨道附近其他物体的天体。在太阳系传统的“九大行星”中,只有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星符合这些要求。冥王星由于其轨道与海王星的轨道相交,不符合新的行星定义,因此被降级为“矮行星”。



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