冥王星有多恐怖?零下229℃,氮气冻成冰,被踢出九大行星真不冤

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在夜空中,通过肉眼可以看到5颗星星比较特别,它们会在群星之间穿行,这就是绕着太阳公转的五大行星——水、金、火、木和土星。再算上我们所生活的地球,在没有天文望远镜的时代,已知的行星有6颗。

随着天文望远镜以及牛顿万有引力定律的问世,在18、19世纪,天文学家又相继发现了两颗肉眼不可见的行星——天王星和海王星。此后,天文学家继续搜寻新的未知行星。

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到了1930年,美国天文学家克莱德·汤博经过大量的搜寻,终于找到了第九大行星——冥王星。自那之后,搜寻第十大行星一直在继续,但始终没有找到。长久以来,我们都认为太阳系中存在九大行星。

在上世纪中叶开启太空时代以来,人类向各大行星发射了无人探测器。除了天王星和海王星只有旅行者2号造访过之外,离太阳最近的几颗行星都有多个探测器前去探测。

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冥王星远在太阳系深处,距离太阳最近时也有44亿公里,而距离太阳最远时可达73亿公里。如果从地球上对着冥王星发射一束光,最快也要4小时才能到达这个遥远的外星世界。

直到2006年,NASA才专门发射新视野号无人飞船前去探测冥王星。但就在新视野号踏上漫长的行星际之旅仅半年时,冥王星遭到了降级,被“踢出”九大行星行列,它不再被认为是一颗行星。

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由于冥王星很远,很长一段时间以来都不知道冥王星有多大。随着观测技术的进步,天文学家发现冥王星其实要比预想的小很多,明显小于另外八大行星。再加上越来越多冥王星这种级别的天体被发现,最终让天文学家重新定义了行星的标准。

作为一颗行星,除了是一个球体,并且绕着太阳公转之外,还要求自身的引力要足够大,可以清理掉运行轨道周围的其他小天体。由于冥王星运行在柯伊伯带中,那里有很多冰状天体与之共用轨道,而且冥王星还受到海王星引力的影响。

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因此,冥王星不再符合行星的定义,天文学家给冥王星这类天体进行重新归类——矮行星。除了冥王星外,较大的矮行星包括小行星带中的谷神星,柯伊伯带中的鸟神星、妊神星,离散盘中的阋神星。

虽然冥王星遭到降级,但新视野号的探测目标没有改变。经过9年的漫长飞行,探测器终于抵达这个遥远的世界,人类得以首次看清神秘的冥王星。结果显示,与八大行星相比,冥王星的环境极为恶劣。那么,冥王星究竟有多恐怖呢?

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冥王星远离太阳,接收到的太阳光很微弱,所以冥王星的表面温度极低,平均只有-229℃,这是太阳系中最冷的星球之一。在这样极低的温度下,氮气、甲烷都会冰冻成固体,覆盖在冥王星的表面。

从地球生命的经验来看,冥王星这样的星球上不可能有生命。但天文学家却在冥王星表面发现了会动的东西,这不禁让人们好奇冥王星上是否真有奇特的外星生命。

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经过分析,那些会动的东西其实是漂浮在氮冰上面的水冰。虽然不是冥王星生命,但天文学家惊奇地发现冥王星内部竟然是活跃的。照理来说,冥王星这么小的天体,自身内部冷却速度很快,而且接收到的太阳辐射又少,其内部早应该一片死寂。

但事实证明,冥王星氮冰表面的下方还是很活跃,可以驱使水冰在氮冰上运动。天文学家推测,在某些地方,冥王星甚至还会有火山喷发,但是一种喷出冰状物质的冰火山。

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根据《伊卡洛斯》(Icarus)杂志刊载的一项新研究[1],行星科学家认为,像冥王星这样地质活跃的矮行星应该要重新恢复为行星,此前关于行星的定义太过草率。

不管怎样,冥王星本身都不会因为人类的定义而发生变化,这个遥远世界的实际情况超乎天文学家的想象。令人遗憾的是,由于新视野号携带的燃料有限,无法被冥王星的引力捕获而进入绕行轨道,它只能在远处匆匆飞掠而过,所以取得的探测成果有限。下一次再发射冥王星探测器,就不知道是什么时候了,冥王星将在很长一段时间内继续保持神秘。

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参考文献

[1] P. T. Metzger, W. M. Grundy, M. V. Sykes, et al. Moons are planets: Scientific usefulness versus cultural teleology in the taxonomy of planetary science, Icarus, 2021, 374, 114768.

关于作者: 火星科普

地球没有新奇科学,全部都在火星科普。

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