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深度科普:冥王星為何被踢出九大行星?它太可怕了,一點也不冤!

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在很多80后,90后的記憶中,太陽系擁有九大行星。那時,我們花費大量時間,將水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星以及冥王星的名字,背得滾瓜爛熟。



這一科學(xué)常識的普及程度之深,足以證明其在當(dāng)時教育體系中的重要地位。

然而,不知從何時起,太陽系的行星格局悄然發(fā)生了改變,九大行星變成了八大行星。曾經(jīng)位列其中的冥王星,遭遇了無情的 “除名”,被踢出了行星的行列。自冥王星被重新定義為非行星天體至今,已然過去了十四個年頭。

在最初,許多人內(nèi)心難以接受這一事實,畢竟 “九大行星” 的概念早已深入人心,這恰恰從側(cè)面反映出早期科學(xué)知識普及工作的卓越成效。但與此同時,大部分人對于冥王星被排除在行星行列之外的原因,卻知之甚少。



那么,今天就讓我們再次將目光聚焦于冥王星,深入探尋它的獨特之處,看看究竟是哪些因素導(dǎo)致了它如此特殊的命運,以及相較于其他行星,冥王星究竟有著怎樣令人驚嘆的 “奇怪” 甚至 “可怕” 之處。

從冥王星的命名中,我們便能深切感受到人類在發(fā)現(xiàn)它時,內(nèi)心所懷揣的敬畏之情。它被命名為 “Pluto”,源自羅馬神話中掌管地獄的死神。



這個名字翻譯過來,與我們文化中的 “冥王” 相對應(yīng),且緊密關(guān)聯(lián)著神秘而陰森的地獄意象。冥王星所處的位置極為遙遠,它隱匿于海王星的軌道之外,與地球之間的平均距離長達 60 億公里。如此遙遠的距離,使得人類在最初發(fā)現(xiàn)它的存在時,所獲取的成像極為模糊。

在那個科技尚不發(fā)達的年代,對冥王星的觀測就像霧里看花,充滿了未知與神秘。

在冥王星被發(fā)現(xiàn)之前,天文學(xué)界經(jīng)歷了長達 30 年的漫長尋覓,執(zhí)著地追尋著一顆神秘的 “X 行星”。



這一探索過程,為冥王星的發(fā)現(xiàn)增添了更多的傳奇色彩。1930 年,冥王星終于在人們的翹首期盼中現(xiàn)身,它的出現(xiàn)瞬間轟動了整個科學(xué)界。這一重大發(fā)現(xiàn)迅速傳播開來,幾乎所有人都知曉了人類成功找到了太陽系的第九顆行星。在當(dāng)時,冥王星的發(fā)現(xiàn)被廣泛宣傳,成為了科學(xué)領(lǐng)域的熱門話題,深深烙印在大眾的心中。

那么,天文學(xué)家究竟是如何知曉太陽系中存在這顆神秘的 “X 行星” 的呢?這一故事,要從海王星的發(fā)現(xiàn)說起。

海王星,被譽為 “筆尖上的行星”,它的發(fā)現(xiàn)過程堪稱科學(xué)史上的一段佳話。與其他行星不同,海王星并非通過傳統(tǒng)的天文觀測手段被發(fā)現(xiàn),而是科學(xué)家們運用牛頓力學(xué),經(jīng)過精密的計算推導(dǎo)出來的。

我們知道,在太陽系中,行星的運動軌道并非僅僅受到太陽引力的單一作用,其周圍天體的引力也會對其產(chǎn)生影響。



早在 1821 年,人們在觀測天王星(人類于 1781 年通過望遠鏡發(fā)現(xiàn))的運行軌道時,就察覺到了異常情況。即便將當(dāng)時已知的所有行星引力因素都考慮在內(nèi),天王星在其軌道上時而突然加速、時而突然減速的現(xiàn)象,依舊無法得到合理的解釋。

于是,科學(xué)家們大膽推測,如果牛頓力學(xué)理論無誤,那么在天王星的軌道之外,必然還存在著一顆尚未被發(fā)現(xiàn)的行星,正是這顆行星的引力干擾,導(dǎo)致了天王星軌道的異常。令人驚嘆的是,科學(xué)家們不僅成功預(yù)言了這顆行星的存在,還精確地計算出了它的軌道。

這顆行星,便是海王星。海王星的發(fā)現(xiàn),充分彰顯了科學(xué)理論的強大力量,它就像燈塔,指引著人類探索未知宇宙的征程。




然而,在海王星在 1846 年被發(fā)現(xiàn)之后,科學(xué)家們驚訝地發(fā)現(xiàn),它的軌道也像天王星一般,存在著一些無法解釋的異?,F(xiàn)象。盡管這次的異常并不像天王星那般明顯,但科學(xué)家們憑借著敏銳的洞察力和對科學(xué)真理的執(zhí)著追求,堅信在海王星的軌道之外,應(yīng)該還有一顆行星。

于是,尋找神秘 “X 行星” 的想法,就像種子一樣,在人們的心中生根發(fā)芽。但這一次的探索之旅,遠比想象中要艱難得多。如今我們明白,海王星之外的區(qū)域,其實存在著眾多矮行星以及柯伊伯帶天體。

但在當(dāng)時,人們對這片區(qū)域的認知幾乎一片空白,只能在茫茫宇宙中盲目地尋找。這一尋找過程,持續(xù)了數(shù)十年之久。隨著時間的推移,“X 行星” 的神秘感在人們的心中不斷發(fā)酵,愈發(fā)引人遐想。

終于,在 1930 年,冥王星的出現(xiàn),讓人們仿佛看到了黎明的曙光,以為困擾科學(xué)界多年的謎題即將解開。



但隨著后續(xù)幾十年間對冥王星的持續(xù)觀察,人們逐漸發(fā)現(xiàn),這顆天體似乎與其他行星截然不同,存在著諸多令人費解之處。冥王星的種種異常,使得它在人們的心中始終存在爭議,就像一顆充滿謎團的神秘寶石,等待著人類去揭開它的面紗。

首先,在對冥王星質(zhì)量的估算上,人類最初便犯下了嚴重的錯誤。

雖然幸運地找到了這顆被視為神秘 “X 行星” 的天體,但探尋它的理論基礎(chǔ)卻存在偏差。當(dāng)時,我們對海王星之外的宇宙世界幾乎一無所知,并且錯誤地將海王星軌道的異常現(xiàn)象,全部歸咎于冥王星的引力影響?;谶@樣的錯誤認知,最初估算出冥王星的質(zhì)量竟與地球相當(dāng)。

而事實上,冥王星的真實直徑甚至比月球還要小,這一巨大的誤差,充分反映出在很長一段時間內(nèi),人類對冥王星的了解是何等的匱乏。

除了質(zhì)量方面的誤解,冥王星的軌道特征也顯得極為奇特。



在太陽系中,其他行星的軌道大致處于同一平面,這是因為行星形成于行星盤之中,即便軌道存在傾角,通常也僅有幾度的微小差異。然而,冥王星卻打破了這一常規(guī)。

它的軌道平面與太陽的赤道平面夾角高達 17 度,從宏觀視角望去,其軌道仿佛是一個傾斜著環(huán)繞太陽的獨特軌跡。



這一特殊的軌道特征,使得冥王星看起來似乎并非與其他行星一同在行星盤中形成。

于是,人們紛紛猜測,它或許是來自太陽系之外的 “外來客”,甚至有人大膽推測,它原本可能是海王星的衛(wèi)星,只是在某種特殊情況下發(fā)生了逃逸,從而開始獨自繞著太陽旋轉(zhuǎn)。

此外,冥王星軌道的偏心率同樣大得驚人,數(shù)值達到了 0.2482。這一偏心率意味著,冥王星在其公轉(zhuǎn)過程中,與太陽的距離變化極為顯著。

在近日點時,它與太陽的距離約為 44 億公里;而在遠日點時,這一距離則飆升至 74 億公里。如此巨大的距離差距,使得冥王星繞太陽一圈,需要耗費漫長的 248 年時間。



更為奇特的是,在這漫長的公轉(zhuǎn)周期中,有 20 年的時間,冥王星會處于海王星軌道的內(nèi)側(cè),比海王星還要靠近太陽。作為一顆行星,這樣的軌道運行方式,實在是顯得有些 “奇葩”,與其他行星的運行規(guī)律大相徑庭。

接下來,讓我們一同領(lǐng)略冥王星那令人咋舌的可怕與極端環(huán)境。

由于冥王星距離太陽極為遙遠,可想而知,其表面環(huán)境必然異常惡劣。冥王星的質(zhì)量極小,這使得它僅能保留一層極為稀薄的大氣層,其中主要成分是氮氣和甲烷。



其表面壓力幾乎與真空環(huán)境無異,而溫度更是低至令人顫抖的 -220℃左右。在這樣的世界里,生命幾乎沒有存活的可能,它就像一個冰冷而死寂的地獄,散發(fā)著令人恐懼的氣息。

更為極端的是,冥王星雖然自身 “身形” 小巧,卻擁有一顆相對較大的衛(wèi)星 —— 卡戎。



卡戎的質(zhì)量達到了冥王星的八分之一,它在距離冥王星 2 萬公里的軌道上,圍繞著冥王星旋轉(zhuǎn)。由于卡戎質(zhì)量較大,冥王星在其引力作用下,自身也會產(chǎn)生一定的擺動,仿佛是兩個相互依偎、翩翩起舞的舞者。

更為神奇的是,冥王星和卡戎這兩顆天體,已經(jīng)相互被潮汐鎖定,它們始終保持著同一面相對,這種現(xiàn)象在太陽系中獨一無二,堪稱潮汐鎖定現(xiàn)象的極端范例。倘若你有幸置身于冥王星之上,你將會看到卡戎就像一顆永恒懸掛在空中的巨大 “裝飾品”,無論時間如何流轉(zhuǎn),它都始終停留在同一位置,見證著冥王星漫長而孤獨的歲月。

盡管冥王星存在著上述諸多異常之處,但在 2006 年之前,由于人類對行星的定義相對模糊,缺乏嚴格的標準,只要天體滿足繞太陽公轉(zhuǎn)這一基本條件,便有可能被視為行星。

然而,隨著人類對海王星以外宇宙世界的深入探索,越來越多類似冥王星的天體相繼被發(fā)現(xiàn)。倘若繼續(xù)將這些天體都歸類為行星,那么太陽系中的行星數(shù)量,恐怕如今早已至少增加到 13 顆,并且隨著探索的不斷深入,這一數(shù)字還將持續(xù)攀升。

這種情況,給天文學(xué)界的行星分類帶來了巨大的困擾。

最終,促使人們下定決心重新定義行星,并將冥王星踢出行星行列的關(guān)鍵因素,是 2005 年鬩神星的發(fā)現(xiàn)。



鬩神星的體積甚至比冥王星還要大,這一發(fā)現(xiàn)就像一顆重磅炸彈,徹底打破了天文學(xué)界原有的行星認知格局。除了鬩神星之外,還有眾多類似的天體相繼被發(fā)現(xiàn)。面對如此復(fù)雜的天體情況,天文學(xué)家們終于意識到,必須對行星的定義進行重新審視和明確。

于是,在 2006 年,天文學(xué)界召開了一次意義重大的大會,經(jīng)過長達 8 天的激烈討論,最終重新定義了行星。

這一定義的修訂,是針對冥王星等類似天體的特殊情況而制定的。在新的定義標準下,冥王星及其 “小伙伴們” 被排除在了行星行列之外,被重新歸類為矮行星。而那些形狀不規(guī)則、并非球體且繞太陽運轉(zhuǎn)的天體,則被定義為小行星。

盡管冥王星失去了行星的地位,但這絲毫沒有減弱人類對它的探索熱情。

2006 年,美國國家航空航天局(NASA)毅然向冥王星發(fā)射了 “新視野號” 探測器。這一探測器肩負著重要使命,其主要目的在于深入探索冥王星及其衛(wèi)星,同時對更為神秘的柯伊伯帶展開研究。



經(jīng)過漫長的星際旅行,在 2015 年,“新視野號” 探測器終于抵達冥王星附近,并對其進行了為期 6 個月的細致探測。這一歷史性的探測行動,使 “新視野號” 成為首個近距離探測這顆冰冷矮星的航天器。

正是借助這次寶貴的探索機會,人類對冥王星的了解實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍,揭開了它那神秘面紗的一角,為我們展現(xiàn)出一個前所未有的冥王星世界。

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