在很多80后,90后的記憶中,太陽(yáng)系擁有九大行星。那時(shí),我們花費(fèi)大量時(shí)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(shí)的普及程度之深,足以證明其在當(dāng)時(shí)教育體系中的重要地位。
然而,不知從何時(shí)起,太陽(yáng)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(wú)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(guò)去了十四個(gè)年頭。
在最初,許多人內(nèi)心難以接受這一事實(shí),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(shí)普及工作的卓越成效。但與此同時(shí),大部分人對(duì)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?cè)俅螌⒛抗饩劢褂谮ね跣?,深入探尋它的?dú)特之處,看看究竟是哪些因素導(dǎo)致了它如此特殊的命運(yùn),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(shí),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(gè)名字翻譯過(guò)來(lái),與我們文化中的 “冥王” 相對(duì)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(yuǎn),它隱匿于海王星的軌道之外,與地球之間的平均距離長(zhǎng)達(dá) 60 億公里。如此遙遠(yuǎn)的距離,使得人類在最初發(fā)現(xiàn)它的存在時(shí),所獲取的成像極為模糊。
在那個(gè)科技尚不發(fā)達(dá)的年代,對(duì)冥王星的觀測(cè)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(zhǎng)達(dá) 30 年的漫長(zhǎng)尋覓,執(zhí)著地追尋著一顆神秘的 “X 行星”。
這一探索過(guò)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(dòng)了整個(gè)科學(xué)界。這一重大發(fā)現(xiàn)迅速傳播開(kāi)來(lái),幾乎所有人都知曉了人類成功找到了太陽(yáng)系的第九顆行星。在當(dāng)時(shí),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(yáng)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(shuō)起。
海王星,被譽(yù)為 “筆尖上的行星”,它的發(fā)現(xiàn)過(guò)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(guò)傳統(tǒng)的天文觀測(cè)手段被發(fā)現(xiàn),而是科學(xué)家們運(yùn)用牛頓力學(xué),經(jīng)過(guò)精密的計(jì)算推導(dǎo)出來(lái)的。
我們知道,在太陽(yáng)系中,行星的運(yùn)動(dòng)軌道并非僅僅受到太陽(yáng)引力的單一作用,其周圍天體的引力也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。
早在 1821 年,人們?cè)谟^測(cè)天王星(人類于 1781 年通過(guò)望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn))的運(yùn)行軌道時(shí),就察覺(jué)到了異常情況。即便將當(dāng)時(shí)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(shí)而突然加速、時(shí)而突然減速的現(xiàn)象,依舊無(wú)法得到合理的解釋。
于是,科學(xué)家們大膽推測(cè),如果牛頓力學(xué)理論無(wú)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(jì)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(qiáng)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(wú)法解釋的異常現(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(duì)科學(xué)真理的執(zhí)著追求,堅(jiān)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(yuǎn)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(shí)存在著眾多矮行星以及柯伊伯帶天體。
但在當(dāng)時(shí),人們對(duì)這片區(qū)域的認(rèn)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(guò)程,持續(xù)了數(shù)十年之久。隨著時(shí)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(kāi)。
但隨著后續(xù)幾十年間對(duì)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(fèi)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(zhēng)議,就像一顆充滿謎團(tuán)的神秘寶石,等待著人類去揭開(kāi)它的面紗。
首先,在對(duì)冥王星質(zhì)量的估算上,人類最初便犯下了嚴(yán)重的錯(cuò)誤。
雖然幸運(yùn)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(shí),我們對(duì)海王星之外的宇宙世界幾乎一無(wú)所知,并且錯(cuò)誤地將海王星軌道的異?,F(xiàn)象,全部歸咎于冥王星的引力影響?;谶@樣的錯(cuò)誤認(rèn)知,最初估算出冥王星的質(zhì)量竟與地球相當(dāng)。
而事實(shí)上,冥王星的真實(shí)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(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),人類對(duì)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(yáng)系中,其他行星的軌道大致處于同一平面,這是因?yàn)樾行切纬捎谛行潜P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(yáng)的赤道平面夾角高達(dá) 17 度,從宏觀視角望去,其軌道仿佛是一個(gè)傾斜著環(huán)繞太陽(yáng)的獨(dú)特軌跡。
這一特殊的軌道特征,使得冥王星看起來(lái)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(cè),它或許是來(lái)自太陽(yáng)系之外的 “外來(lái)客”,甚至有人大膽推測(cè),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(kāi)始獨(dú)自繞著太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)。
此外,冥王星軌道的偏心率同樣大得驚人,數(shù)值達(dá)到了 0.2482。這一偏心率意味著,冥王星在其公轉(zhuǎn)過(guò)程中,與太陽(yáng)的距離變化極為顯著。
在近日點(diǎn)時(shí),它與太陽(yáng)的距離約為 44 億公里;而在遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí),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(yáng)一圈,需要耗費(fèi)漫長(zhǎng)的 248 年時(shí)間。
更為奇特的是,在這漫長(zhǎng)的公轉(zhuǎn)周期中,有 20 年的時(shí)間,冥王星會(huì)處于海王星軌道的內(nèi)側(cè),比海王星還要靠近太陽(yáng)。作為一顆行星,這樣的軌道運(yùn)行方式,實(shí)在是顯得有些 “奇葩”,與其他行星的運(yùn)行規(guī)律大相徑庭。
接下來(lái),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(yáng)極為遙遠(yuǎn),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?dú)夂图淄椤?/p>
其表面壓力幾乎與真空環(huán)境無(wú)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(méi)有存活的可能,它就像一個(gè)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(duì)較大的衛(wèi)星 —— 卡戎。
卡戎的質(zhì)量達(dá)到了冥王星的八分之一,它在距離冥王星 2 萬(wàn)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(huì)產(chǎn)生一定的擺動(dòng),仿佛是兩個(gè)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(duì),這種現(xiàn)象在太陽(yáng)系中獨(dú)一無(wú)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(huì)看到卡戎就像一顆永恒懸掛在空中的巨大 “裝飾品”,無(wú)論時(shí)間如何流轉(zhuǎn),它都始終停留在同一位置,見(jiàn)證著冥王星漫長(zhǎng)而孤獨(dú)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(duì)行星的定義相對(duì)模糊,缺乏嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),只要天體滿足繞太陽(yáng)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(duì)海王星以外宇宙世界的深入探索,越來(lái)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?xì)w類為行星,那么太陽(yáng)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(lái)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(rèn)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(duì)如此復(fù)雜的天體情況,天文學(xué)家們終于意識(shí)到,必須對(duì)行星的定義進(jìn)行重新審視和明確。
于是,在 2006 年,天文學(xué)界召開(kāi)了一次意義重大的大會(huì),經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá) 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(duì)冥王星等類似天體的特殊情況而制定的。在新的定義標(biāo)準(zhǔn)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(yáng)運(yùn)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(méi)有減弱人類對(duì)它的探索熱情。
2006 年,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)毅然向冥王星發(fā)射了 “新視野號(hào)” 探測(cè)器。這一探測(cè)器肩負(fù)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(shí)對(duì)更為神秘的柯伊伯帶展開(kāi)研究。
經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的星際旅行,在 2015 年,“新視野號(hào)” 探測(cè)器終于抵達(dá)冥王星附近,并對(duì)其進(jìn)行了為期 6 個(gè)月的細(xì)致探測(cè)。這一歷史性的探測(cè)行動(dòng),使 “新視野號(hào)” 成為首個(gè)近距離探測(cè)這顆冰冷矮星的航天器。
正是借助這次寶貴的探索機(jī)會(huì),人類對(duì)冥王星的了解實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍,揭開(kāi)了它那神秘面紗的一角,為我們展現(xiàn)出一個(gè)前所未有的冥王星世界。
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