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冥王星

Wikipedia · 2026-07-20 维基百科 👁 1 阅读

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{{Plainlist |
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| atmosphere_composition = 氮气、甲烷、一氧化碳，Unicode編碼U+2BD3、♇，Unicode編碼U+2647）又稱冥神星，是太陽系外围柯伊伯带中的一颗矮行星。冥王星是第一颗被发现的柯伊伯带天体，在被發現之時是太阳系内当时已知体积最小、质量第九大的行星质量天体；在直接围绕太阳运行的天体中，冥王星体积排名第九、质量排名第十。冥王星是体积最大的海王星外天体，其质量仅次于位于离散盘中的阋神星，但仅有月球质量的六分之一、体积的三分之一。与其他柯伊伯带天体一样，冥王星主要由岩石和冰组成。在飞掠的过程中，新视野号对冥王星及其卫星进行了细致的观测，發現冥王星的地貌特徵與太陽系八大行星有許相似之處，而且有冰火山與數千公尺的山脈佇立於甲烷層與冰凍的氮氣上面，冰川溫度可能達攝氏零下200度以下。新视野号的影像顯示，冥王星地底下可能有由半融化的冰形成的海洋，這意味著地底可能存在熱源。

历史
发现
于堪萨斯]]

1840年代，法国天文学家于尔班·勒威耶等人通过经典力学分析天王星轨道的摄动后成功预测并发现了海王星。。受此启发，其后的天文学家根据对海王星的观察，推测仍有其他行星摄动天王星的轨道。

1894年，美国波士顿的天文学家及富商帕西瓦尔·罗威尔创立了罗威尔天文台，并在1906年开始搜索这颗可能存在的第九大行星——X行星。

命名
发现第九大行星的消息在全世界引起轰动。罗威尔天文台拥有对此天体的命名权并从全世界收到超过一千条建议。汤博敦促斯里弗尽快在他人为星球起名前提出名字。

英国牛津的11岁学童威妮夏·伯尼因其对古典神话的兴趣建议以冥王普路托命名此行星。伯尼在与其祖父交谈中提出这个名字。原任牛津大学博德利图书馆馆员的梅丹将这个名字交给天文学教授赫伯特·霍尔·特纳。特纳将此电报给美国同行。所有罗威尔天文台成员允许在三个候选命名方案中投票选择一个：弥涅耳瓦（已被一小行星使用）、克洛诺斯（因由提出而不受欢迎）、普路托。普路托以全票通过。该命名于1930年5月1日公布。1941年格伦·西奥多·西博格按照铀和镎以新发现行星命名的传统将新创造的元素钚以该天体命名。

大多数语言中以普路托的不同变体称呼该天体。在普路托這個名字公布的同一年，日本天文學者野尻抱影提议在日语中以「冥王星」（）一名称呼普路托。因而，後來汉字文化圈的汉语、韩语、都是以“冥王星”來稱呼普路托。冥王星被降级为矮行星后，有学者提出将其改称“冥神星”，这样才会与主要的小行星的命名法一致，但此提议最终并未实行。

部分印度语言（如印地語的 ；Plooto）使用普路托称呼该冥王星。但是其他印度语言使用印度教中的阎摩或佛教的阎罗王称呼冥王星。越南语也以阎王星（）称呼冥王星。
|-
! scope="row" | 1948
| 0.1（1/10）地球
| 柯伊伯
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! scope="row" | 1976
| 0.01（1/100）地球
| 、佩尔彻、莫里森
|-
! scope="row" | 1978
| 0.0015（1/650）地球
| 克里斯蒂与哈灵顿
|-
! scope="row" | 2006
| 0.00218（1/459）地球
| 布伊等

天文学家最初按照冥王星假定对天王星与海王星轨道的影响计算冥王星质量。1931年计算得出的冥王星质量和地球质量相若，1948年的进一步计算结果则接近火星质量。未能找到冥王星以外的X行星。1992年用旅行者2号1989年飞掠海王星时所测数据重新计算海王星对天王星的引力作用。旅行者2号的数据将海王星质量的估计值降低0.5%，相当于一火星质量。重新计算的结果中天王星的轨道并没有异常，自此X行星也无存在的必要。现在大多数科学家同意罗威尔所定义的X行星并不存在。罗威尔曾在1915年预测X行星的位置接近于当时冥王星的位置。在冥王星的发现后不久认为罗威尔的预测是个巧合，此看法至今仍受支持。

天文学家在科伊伯带发现越来越多与冥王星大小相似的天体后，认为冥王星应重新划为科伊伯带天体。2005年7月29日发现新的海外天体阋神星的消息对外公布。根据推测阋神星比冥王星大很多，是1846年发现海卫一后发现的太阳系内最大天体。尽管当时并没有将其归为行星的正式共识，媒体与发现阋神星的天文学家最初将其称为第十大行星。天文学界有人将此视为将冥王星划为小行星的最有力论据。

IAU分类
对冥王星地位的辩论随着2006年8月24日IAU决议的頒布进入关键阶段。IAU决议列出三个条件，符合这些条件的天体可被视为行星：

该天体的轨道必须围绕太阳运转；

该天体必须有足够的质量通过自身引力成为球形；

该天体必须清理轨道附近的其他天体。

冥王星的质量是其轨道上其他所有天体质量之和的7%，因此无法满足第三项条件（地球的质量是地球轨道上其他天体质量之和的170万倍）如果冥王星在被发现时授予小行星序号，其序号则可能为1164。

天文学界有反对重新分类的声音。NASA新视野号项目负责人阿兰·斯特恩曾公开嘲笑IAU决议，声称：“从技术角度看这个定义太差劲了。”（the definition stinks, for technical reasons）斯特恩认为地球、火星、木星和海王星的轨道上都有诸多小行星，按照新定义这些天体也不属于行星。斯特恩还认为包括月球在内的所有大型球形卫星都应被视为行星。还有天文学界也有支持IAU决议的声音：阋神星的发现者麦克·布朗说：“我们通过这杂耍般的程序无意中发现了正确答案。很久之前就该如此修改定义。虽然有强烈情绪反应，但科学总会自我纠正。”（through this whole crazy circus-like procedure, somehow the right answer was stumbled on. It's been a long time coming. Science is self-correcting eventually, even when strong emotions are involved.）

公众对IAU决议看法反应不一。很多人接受重新分类，但有人发起在线请愿来号召IAU重新将冥王星划为行星。加利福尼亚州众议院部分议员提出的一项决议中开玩笑地将IAU的决定称为“科学上的异端”。鉴于汤博长期居住于新墨西哥州，该州众议院通过一项纪念汤博的议案，宣布冥王星在新墨西哥州的天空中永远属于行星行列，并将2007年3月13日定为冥王星日。伊利诺伊州参议院在2009年考虑到汤博出生于伊利诺伊州通过相似决议。该决议中宣称冥王星被IAU“不公平地降为矮行星。”一些人还以不同理由坚持认为冥王星属于行星。

于2006年第17届年度词汇投票上将plutoed选为年度词汇。to pluto意为将“某人或某事降级”。

2008年8月14日至16日IAU定义讨论中两方研究人员参加在约翰霍普金斯大学应用物理实验室举行的会议，会上讨论现行IAU行星定义。此次会议因此得名为“行星大辩论”，，会后新闻发布会上显示科学家並没有对行星的定义达成共识。大会前，IAU在一次新闻发布会上表示类冥小行星一词将会用于称呼冥王星及其他轨道半长轴比海王星半长轴长、有足够的质量实现流体静力平衡的天体。

公转与自转
冥王星的轨道周期为248地球年。冥王星轨道与太阳系内其他的行星轨道有极大的不同。太阳系内其他行星轨道接近圆形、靠近黄道面。冥王星轨道高度倾斜（相对黄道面大于17°）、是高度偏心的椭圆轨道。冥王星因离心率高其轨道的一小部分比海王星轨道更接近太阳。冥王星－冥卫一系统的质心于1989年9月5日到达近日点，除2 : 3共振外主要有两个机制稳定冥王星与海王星的公转。

冥王星的近日点幅角因古在机制在90°左右震荡，冥王星因此在近日点时距离黄道面最远。在过去十万年内是冥王星的準卫星并可能在未来二十五万年中保持此状态。会以两百万年为周期成为冥王星的準卫星。

地质
冥王星距离地球很远，从地球上对冥王星进行细致研究非常困难。因此在2015年7月14日新视野号飞掠冥王星系统前冥王星的诸多细节仍属于未知数。

表面
分布圖（2015年7月12日）]]
冥王星表面由超过98%的固态氮、微量甲烷、微量一氧化碳组成。冥王星朝向冥卫一的一面固态甲烷较多，背向的一面一氧化碳和氮较多。

冥王星表面颜色与亮度变化较大。冥王星是太阳系内最表面反差最大的天体之一，反差程度与土卫八相似。冥王星表面的颜色包括炭黑色、深橙色、白色。冥王星的颜色与木卫一的颜色接近，但是橙色稍多。外觀上看起來有一特別巨大、明亮的區域，被暱稱為「心」。

内部结构
质量与尺寸
冥王星的质量为 1.31×1022 千克，不到地球质量的0.24%。冥王星的直径是2372km

冥王星比所有类地行星都小。冥王星也比太阳系内七个自然卫星要小（木卫三、土卫六、木卫四、木卫一、月球、木卫二、海卫一）。

冥王星的直径约是谷神星的两倍，冥王星的质量是谷神星的数十倍。冥王星比阋神星轻。目前还不清楚阋神星和冥王星之间的直径大小关系，这两颗矮行星直径的估计值都在2330公里左右。地表大气压约为6.5微巴到24微巴（0.64帕至2.4帕），约为地球大气压的一百万分之一到十万分之一。冥王星的椭圆轨道造成的温度变化对其大气层有很大影响。

冥王星大气层内的甲烷产生逆温现象：冥王星地表10公里上空的平均温度比地表高36开尔文。低层大气中的甲烷含量比高层大气高。

卫星
、冥卫三、冥卫四、冥卫五。]]

冥王星有五个已知的天然卫星：1978年詹姆斯·克里斯蒂发现的冥卫一、2005年发现的冥卫二和冥卫三、2011年发现的冥卫四、2012年发现的冥卫五。冥王星的卫星轨道都为圆形（离心率小于0.006）、与冥王星赤道共面（倾角小于1°）。冥王星的卫星与冥王星轨道平面的夹角因此为120°。冥王星系统非常紧凑，五颗卫星都处于稳定顺行轨道可能存在区域中最靠内的部分。冥卫一离冥王星最近，其质量足以实现流体静力平衡。冥王星－冥卫一系统的质心在冥王星外。剩下的四颗卫星都位于冥卫一轨道外。

冥王星卫星的轨道都处于或接近轨道共振。冥卫二、冥卫三、冥卫五的轨道周期比例在计入作用后为18：22：33。

冥王星－冥卫一系统的质心在中心星体外，此类系统在太阳系内部不多。（例如小行星617或太阳－木星系统）一些天文学家据此将冥王星－冥卫一系统称为双矮行星。冥王星与冥卫一相互潮汐锁定。两天体沿质心公转的周期与各自自转周期相同。

一般认为冥王星的卫星由太阳系早期冥王星与较小天体碰撞产生的碎片聚集而成。然而冥卫四的反照度比其他卫星都低，无法用撞击说解释。

起源
]]

冥王星的起源长期困扰着天文学家。以前有人认为冥王星曾是海王星的卫星，但被海卫一撞出轨道。动力学研究否定了这个假说，因为冥王星的轨道从未接近海王星。

天文学家在1992年发现海王星外还有一些轨道、成分和大小都类似冥王星的天体，揭示冥王星在太阳系的真正归宿。这些海王星外天体是许多短周期彗星的来源。冥王星是柯伊伯带中已知最大的天体。2011年，对柯伊伯带视星等21以下的天体的勘测已接近完成，而其它可能存在、大小类似冥王星的天体和太阳的距离会超过100 AU。和其它柯伊伯带天体一样，冥王星和彗星有类似的地方，例如表面都会被太阳风吹走。有人声称如果冥王星和地球一样靠近太阳，它就会形成彗尾，但这个说法因为冥王星的逃逸速度太高而被否定。有人认为冥王星可能是由众多彗星和柯伊伯带天体合并而成的。

虽然冥王星是已知最大的柯伊伯带天体，阋神星（见上)虽然和冥王星差不多大（但更重），但严格来说并不是柯伊伯带天体，而是黃道離散天體。

许多柯伊伯带天体和冥王星一样都和海王星有2:3共振，这些天体被称为冥族小天体。和其它柯伊伯带天体一样，冥王星可能是残留的微行星，但未能成为行星。大多数天文学家都认为冥王星今天的轨道是因为早期太阳系中海王星的迁移导致的。随着海王星的轨道越来越远，它正向原始柯伊伯带的天体靠近，捕获一个天体（海卫一），与一部分天体产生共振，并抛出其余天体。位于的离散盘的天体也应该是海王星的迁移使它们来到那里。于2004年建立的电脑模型尼斯模型认为海王星的迁移是由木星和土星的1:2共振导致的。这个共振产生的引力使得天王星和海王星远离太阳，交换位置并使海王星离太阳的距离翻倍。海王星因此抛出的原始柯伊伯带天体也可以解释太阳系形成六亿年后的后期重轰炸期和特洛伊小行星的起源。尼斯模型要求原始的微行星盘中有大约一千个冥王星大小的天体，包括海卫一和阋神星。

对冥王星的探索
美国国家航空暨太空總署在2006年1月19日發射無人探測船新视野号，對冥王星及柯伊伯带進行探索任務。

在制定这探索计划與发射探测器當時，冥王星是太阳系中唯一一个尚未有人造卫星探測器到訪的行星，但當探测器經過漫長的旅行成功到达目的地前，冥王星已於2006年8月24日被列為矮行星。當然，冥王星的等級劃分並不會真的影響到探索任務本身。新視野號在2015年7月14日到達冥王星10,000公里的距離，以進行觀測。在最接近冥王星時新視野號相對於冥王星的速度是13.78公里/秒，與卡倫的距離將接近至約27,000公里，但在飛行的過程中還可以修改這些參數。

图片
參見

  • 冥王星表面特徵列表
  • 行星 (占星術)
  • 小說中的冥王星
  • 太陽系流體靜力平衡天體列表
  • （回憶錄）

注釋
{{Notelist| colwidth = 30em| notes =

{{Efn| name = Escape velocity| 逃逸速度由质量（M），重力常数（G）和半径（r）计算而来: \sqrt{2GM/r}。}}

}}

参考文献
引用
来源
; 刊物文章

  • J. L. Elliot (u. a.): "The recent expansion of Pluto's atmosphere." In: Nature. London 2003, 424 (10. Juli), S. 165–168.
  • Henderson, Mark (Oct. 30, 2005). "Pluto may lose status of planet". New Straits Times, p. F17.
  • Chhabra et al., "Prediction of Pluto by Ketakar", Indian Journal of History of Science, 19(1), pp.18–26, 1984
  • [http://pluto.jhuapl.edu/News-Center/News-Article.php?page=20190808 International Astronomical Union Approves Second Set of Pluto Feature Names] ， NASA, Aug 8, 2019

; 书籍

  • Alan Stern, Jaqueline Mitton: Pluto and Charon. Univ. of Arizona, Tucson 1997, Wiley-VCH, Weinheim 2005 (2. erw. Aufl.). ISBN 978-0-8165-1840-1, ISBN 978-3-527-40556-5
  • Kaufmann III, William J., Universe, 2nd Edition, pp.302–303
  • Pasachoff, Jay M., and Alex Filippenko, 2007, The Cosmos: Astronomy in the New Millennium, 3rd Edition.

外部連結

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#冥王星 #1930年發現的天體 #以羅馬神話命名的小行星 #冥族小天體 #類冥矮行星

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