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太阳系最具争议的星球——冥王星的故事

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太阳系最具争议的星球——冥王星的故事

比起首次近距离拍摄所带来的惊喜,冥王星一直以来所引发的更多是争议。

冥王星假想图。 来源:IAU

经过九年半的飞行,美国国家航空航天局(NASA)“新视野号”(New Horizons)探测器,终于以超过4.99万公里/小时的速度近距离掠过冥王星(Pluto)。它们“相遇”的地方离地球十分遥远,以至于以光速传输的数据和图像走了四个多小时才到达地球。

不过,比起首次近距离拍摄所带来的惊喜,冥王星一直以来所引发的更多是争议。

它是怎样被发现的?

19世纪末,美国业余天文学家罗威尔(Percival Lowell)详细测算了天王星和海王星的运行轨道,但实际观测未能与计算结果保持一致。这使他相信,那里的星空存在着另一个星体,它的重力拉动着这两颗太阳系外围行星,而这可能解释他所面临的不一致。罗威尔用尽余生来搜寻他所说的“X行星”,但直至他1916年离世都一无所获。

富足的罗威尔生前建造了亚利桑那洲天文台,他从那里进行观测。这个天文台如今依然以他的名字命名。罗威尔同时因宣扬火星有人居住而“臭名昭著”,他宣称发现并定位出了火星表面的运河及绿洲。

直至1930年,罗威尔天文台的工作人员汤博(Clyde Tombaugh)终于发现了罗威尔寻找的那个星体。天文台的望远镜与一部照相机相连,在不同的夜晚进行拍摄。汤博对比了几组照片,寻找任何在遥远星体和星系画面背景上移动的物体。

这些照片可能包含着数十万个光点,但汤博的“火眼金睛”帮助了他。经过一个月的研究确认,罗威尔天文台正式宣布发现了太阳系第九颗行星。那一天是3月13日,正巧是罗威尔的生日。

冥王星发现者汤博(Clyde Tombaugh)

 

当年5月,11岁的女学生柏莉(Venetia Burney)听到祖父读出发现新行星的新闻时,得知这颗星球还没有正式的命名。痴迷于古代神话的柏莉随即向祖父提议将古罗马神话中阴间之神的名字赋予这颗星球——布鲁托(Pluto)。

柏莉的祖父便把她的提议转给了牛津大学的同僚,他们又将其转达给罗威尔天文台的工作人员。随后,工作人员在投票中一致通过了这个命名。这个名字一来与其它行星的名字取自神话故事保持了一致,二来头两个字母正好是罗威尔(Percival Lowell)姓名的首字母。

冥王星命名者柏莉(Venetia Burney)

它有几颗卫星?

1978年7月7日,天文学家克里斯蒂(James Christy)在美国海军天文台弗拉格斯塔夫观测站(US Naval Observatory Flagstaff Station)拍摄到的照片中发现了冥王星最大的卫星。这个观测站距离罗威尔天文台仅数英里。

在模糊不清的放大图像中,克里斯蒂发现了冥王星一侧一个微小的凸起,它随着时间变化而发生位移。起初,克里斯蒂以为那是冥王星上发生了某种爆炸,但细想过后,他认为这些被拉长的影像可能源于一颗未被发现的卫星。

1985年至1990年间,天文学家们观测到了一系列冥王星与其卫星的“互蚀”(mutual eclipses)现象,这证明了克里斯蒂的卫星理论。而作为发现者,克里斯蒂选用卡戎(Charon)为这颗卫星命名——他是古希腊神话中将亡魂渡到阴界去的“船夫”。

最新的照片显示冥王星表明有一个心形区域。

2005年,人们通过哈勃太空望远镜发现了冥王星的另外两颗卫星,它们被命名为Nix(水中精灵)和Hydra(多头蛇)。2011和2012年,又有两颗新的卫星被发现,它们被称作Kerberos(三头狗,希腊神话中地狱之门的守护者)和Styx(冥河)。

哈勃太空望远镜还发现,冥王星的大家庭不仅人数众多,而且比天文学家认为的要混乱。分析和观测表明,将冥王星和它最大的卫星描述成“双星系”(binary system)更为恰当。它们分别以位于二者之间的某个点运行。其它四颗已知卫星则以这两个较大星体为中心运行,并且和两个大个头一样“疯狂”自转着。

它究竟是不是行星?

冥王星起初被认为与地球质量相近,但后来的研究修正了数值,使它变成一个“小不点”,其质量只有地球的0.218%。数字的下调伴随着对这个天体究竟是不是行星的质疑。2006年9月13日,就在“新视野号”出发后的数月,冥王星被降格为“矮行星”(dwarf planet,天文学分类中较行星低一级的星体)。

国际天文学联合会(International Astronomical Union,IAU)制定了有关行星的定义。按照这一规定,星体成为行星必须满足以下条件:

1 围绕太阳运行;

2 天体质量足够使其重力将它塑造成圆形(允许微小误差); 

3 运行轨道区域内没有障碍。

冥王星不但被大幅下调了质量估算值,天文学家还在他的运行轨道上发现了至少两个大型天体。经由424位天文学家赞成,国际天文学联合会宣布太阳系仅有八颗行星,冥王星被排除在外。在冥王星轨道上发现了矮行星Eris的天文学家布朗(Mike Brown)从此得到了“冥王星终结者”(Pluto Killer)的绰号。

“新视野号”拍摄到的冥王星。

“新视野号”项目的负责人斯特恩(Alan Stern)当时宣称:“我为天文学感到难堪。”他称降格决定是一场“闹剧”。他争辩说,有关行星的定义并不准确,其它行星的运行轨道也并非空无一物。但推翻这一决定的申诉并没能成功。

不过,美国墨西哥州立法规定:“当冥王星出现在墨西哥州壮美的夜空时,我们将声明它是行星。”伊利诺伊州参议院也通过了类似的规定,加利福尼亚州立法大会则认定冥王星降格系“异端邪说”。

冥王星的“身份”问题还引发舆论风潮。2006年,美国方言协会 (American Dialect Society)将“plutoed”一词纳入年度词汇,其意为“降级或贬值”。

时至今日,尽管国际天文学联合会表明了官方立场,但关于冥王星的争辩仍未盖棺定论。美国宇航局2008年组织了一次名为“行星大辩论”(The Great Planet Debate)的会议,试图就行星的定义以及冥王星是否是行星达成一致。与会者未能统一意见,最终反而确定了冥王星的定义,并定义类似星体为“类冥天体” (plutoids)。

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比起首次近距离拍摄所带来的惊喜,冥王星一直以来所引发的更多是争议。

冥王星假想图。 来源:IAU

经过九年半的飞行,美国国家航空航天局(NASA)“新视野号”(New Horizons)探测器,终于以超过4.99万公里/小时的速度近距离掠过冥王星(Pluto)。它们“相遇”的地方离地球十分遥远,以至于以光速传输的数据和图像走了四个多小时才到达地球。

不过,比起首次近距离拍摄所带来的惊喜,冥王星一直以来所引发的更多是争议。

它是怎样被发现的?

19世纪末,美国业余天文学家罗威尔(Percival Lowell)详细测算了天王星和海王星的运行轨道,但实际观测未能与计算结果保持一致。这使他相信,那里的星空存在着另一个星体,它的重力拉动着这两颗太阳系外围行星,而这可能解释他所面临的不一致。罗威尔用尽余生来搜寻他所说的“X行星”,但直至他1916年离世都一无所获。

富足的罗威尔生前建造了亚利桑那洲天文台,他从那里进行观测。这个天文台如今依然以他的名字命名。罗威尔同时因宣扬火星有人居住而“臭名昭著”,他宣称发现并定位出了火星表面的运河及绿洲。

直至1930年,罗威尔天文台的工作人员汤博(Clyde Tombaugh)终于发现了罗威尔寻找的那个星体。天文台的望远镜与一部照相机相连,在不同的夜晚进行拍摄。汤博对比了几组照片,寻找任何在遥远星体和星系画面背景上移动的物体。

这些照片可能包含着数十万个光点,但汤博的“火眼金睛”帮助了他。经过一个月的研究确认,罗威尔天文台正式宣布发现了太阳系第九颗行星。那一天是3月13日,正巧是罗威尔的生日。

冥王星发现者汤博(Clyde Tombaugh)

 

当年5月,11岁的女学生柏莉(Venetia Burney)听到祖父读出发现新行星的新闻时,得知这颗星球还没有正式的命名。痴迷于古代神话的柏莉随即向祖父提议将古罗马神话中阴间之神的名字赋予这颗星球——布鲁托(Pluto)。

柏莉的祖父便把她的提议转给了牛津大学的同僚,他们又将其转达给罗威尔天文台的工作人员。随后,工作人员在投票中一致通过了这个命名。这个名字一来与其它行星的名字取自神话故事保持了一致,二来头两个字母正好是罗威尔(Percival Lowell)姓名的首字母。

冥王星命名者柏莉(Venetia Burney)

它有几颗卫星?

1978年7月7日,天文学家克里斯蒂(James Christy)在美国海军天文台弗拉格斯塔夫观测站(US Naval Observatory Flagstaff Station)拍摄到的照片中发现了冥王星最大的卫星。这个观测站距离罗威尔天文台仅数英里。

在模糊不清的放大图像中,克里斯蒂发现了冥王星一侧一个微小的凸起,它随着时间变化而发生位移。起初,克里斯蒂以为那是冥王星上发生了某种爆炸,但细想过后,他认为这些被拉长的影像可能源于一颗未被发现的卫星。

1985年至1990年间,天文学家们观测到了一系列冥王星与其卫星的“互蚀”(mutual eclipses)现象,这证明了克里斯蒂的卫星理论。而作为发现者,克里斯蒂选用卡戎(Charon)为这颗卫星命名——他是古希腊神话中将亡魂渡到阴界去的“船夫”。

最新的照片显示冥王星表明有一个心形区域。

2005年,人们通过哈勃太空望远镜发现了冥王星的另外两颗卫星,它们被命名为Nix(水中精灵)和Hydra(多头蛇)。2011和2012年,又有两颗新的卫星被发现,它们被称作Kerberos(三头狗,希腊神话中地狱之门的守护者)和Styx(冥河)。

哈勃太空望远镜还发现,冥王星的大家庭不仅人数众多,而且比天文学家认为的要混乱。分析和观测表明,将冥王星和它最大的卫星描述成“双星系”(binary system)更为恰当。它们分别以位于二者之间的某个点运行。其它四颗已知卫星则以这两个较大星体为中心运行,并且和两个大个头一样“疯狂”自转着。

它究竟是不是行星?

冥王星起初被认为与地球质量相近,但后来的研究修正了数值,使它变成一个“小不点”,其质量只有地球的0.218%。数字的下调伴随着对这个天体究竟是不是行星的质疑。2006年9月13日,就在“新视野号”出发后的数月,冥王星被降格为“矮行星”(dwarf planet,天文学分类中较行星低一级的星体)。

国际天文学联合会(International Astronomical Union,IAU)制定了有关行星的定义。按照这一规定,星体成为行星必须满足以下条件:

1 围绕太阳运行;

2 天体质量足够使其重力将它塑造成圆形(允许微小误差); 

3 运行轨道区域内没有障碍。

冥王星不但被大幅下调了质量估算值,天文学家还在他的运行轨道上发现了至少两个大型天体。经由424位天文学家赞成,国际天文学联合会宣布太阳系仅有八颗行星,冥王星被排除在外。在冥王星轨道上发现了矮行星Eris的天文学家布朗(Mike Brown)从此得到了“冥王星终结者”(Pluto Killer)的绰号。

“新视野号”拍摄到的冥王星。

“新视野号”项目的负责人斯特恩(Alan Stern)当时宣称:“我为天文学感到难堪。”他称降格决定是一场“闹剧”。他争辩说,有关行星的定义并不准确,其它行星的运行轨道也并非空无一物。但推翻这一决定的申诉并没能成功。

不过,美国墨西哥州立法规定:“当冥王星出现在墨西哥州壮美的夜空时,我们将声明它是行星。”伊利诺伊州参议院也通过了类似的规定,加利福尼亚州立法大会则认定冥王星降格系“异端邪说”。

冥王星的“身份”问题还引发舆论风潮。2006年,美国方言协会 (American Dialect Society)将“plutoed”一词纳入年度词汇,其意为“降级或贬值”。

时至今日,尽管国际天文学联合会表明了官方立场,但关于冥王星的争辩仍未盖棺定论。美国宇航局2008年组织了一次名为“行星大辩论”(The Great Planet Debate)的会议,试图就行星的定义以及冥王星是否是行星达成一致。与会者未能统一意见,最终反而确定了冥王星的定义,并定义类似星体为“类冥天体” (plutoids)。

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