冥王星什么时候完成它自发现以来的第一个轨道?

直到22世纪。

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冥王星什么时候完成它自发现以来的第一个轨道?插图1 美国宇航局的新视野号宇宙飞船于 2015 年 7 月 14 日拍摄了这张增强的冥王星彩色图像

天文学家将不得不等待一段时间才能庆祝冥王星自发现以来的第一个完整轨道。

冥王星于 1930 年 2 月 18 日在亚利桑那州弗拉格斯塔夫的洛厄尔天文台被发现。美国天文学家克莱德汤博发现了一个明显超出海王星轨道的移动物体。该物体后来被称为冥王星,在该文化的神话中,它是希腊黑社会的统治者。

关于冥王星是行星还是矮行星,存在着长期的争论。然而,关于它的轨道,天文学家并不反对自汤博首次在图像中发现冥王星以来,世界还没有完成一条轨道。

冥王星绕太阳一周需要 248.09 个地球年。将该信息连同它的发现日期插入 timeanddate.com计算器,你会发现冥王星将在 2178 年 3 月 23 日星期一完成它自发现以来的第一个完整轨道。

但正如天文学家说的那样,这个有趣的世界的轨道远不止自发现以来所经过的时间。

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冥王星什么时候完成它自发现以来的第一个轨道?插图3 冥王星的环境变化取决于它离太阳的远近

我们太阳系中较大的世界往往在黄道附近运行,黄道是太阳系的平面。然而,与地球和许多其他行星相比,冥王星的倾斜度为 17 度。

厄里斯在 44 度时超过了 44 度,美国宇航局新视野任务的联合研究员洛厄尔天文台指出,该任务在 2015 年遇到冥王星系统,在 2019 年 1 月遇到阿罗科特。飞船现在正在进入柯伊伯带。

“由于太阳系历史早期行星之间的动态相互作用,较小行星的倾角往往更高:水星的倾角为 7 度,阋神星的倾角为 7 度,鸟神星的倾角为 29 度,而 Haumea 的倾角为 [28.2] 度,”Grundy说。

小世界偏心率也是如此,它描述了轨道与真实圆的距离。虽然地球的轨道几乎是圆形的,但冥王星的轨道被拉长,偏心率为 0.25。相比之下,Mercury 是 0.205,Eris 是 0.44,Makemake 是 0.16,Haumea 是 0.20。

他说,这些不同世界之间存在的偏差“是太阳系历史早期发生的戏剧性事件的宝贵线索,需要行星迁移和近距离接触的复杂历史,甚至可能有些行星被完全踢出太阳系成为自由漂浮的流氓行星。”

他说,这种扰动仍然足够动态,需要复杂的计算才能使航天器通过这些轨道。

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冥王星什么时候完成它自发现以来的第一个轨道?插图5 2015 年 7 月 8 日晚拍下这张照片时,新视野号距离冥王星和卡戎大约 370 万英里(600 万公里)

西南研究所的新视野号首席研究员艾伦·斯特恩指出,关于冥王星的轨道,有四件事需要考虑。前两个是它的倾斜度和偏心度。

三是冥王星与海王星的共振。这颗巨大的气态巨行星与冥王星发生了引力之舞,使两个世界保持一致的轨道模式(我们也可以在土星等有很多卫星处于共振轨道的地方看到这种情况)。

第四个是由于这种共振而发生的事情。在大约 20 年的每个轨道上,冥王星比海王星更接近太阳。 “这就像发条一样,”斯特恩解释说,当这种情况发生时,海王星总是在太阳的另一边。 “两者永远不能碰撞,因为他们在这种共鸣中。”

格伦迪在冥王星轨道的重要特征列表中添加了第五个元素:冥王星和它最大的卫星卡戎的大小相对接近;卡戎大约是冥王星质量的一半。他说,与其将冥王星视为一个独立的世界,不如“想想冥王星和卡戎在绕太阳运行时所共有的共同质心”。

简而言之,格伦迪说,“冥王星和卡戎实际上是一颗双行星”,在绘制系统轨道时应该考虑到这一点。

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冥王星什么时候完成它自发现以来的第一个轨道?插图7 冥王星上的复杂地形包括新视野号拍摄的这个“蛇皮”区域

冥王星是天文学家称之为柯伊伯带的地区的居民,该地区充满了被统称为柯伊伯带天体 (KBO) 的冰冷世界。斯特恩指出,这些天体彼此非常不同,并且至少有四种已知类型,因此将 KBO 视为在太阳系外围占据“相同邮政编码”的世界的最佳方式。

当冥王星在其轨道上运行时,它有时会离太阳更近或更远,并且会对更强或更弱的阳光做出反应。例如,斯特恩说,当加热更强时,冥王星的大气层会更大。 “增加的阳光就是增加的能量,而这种能量将更多的冰升华成气体,形成更厚、更大的大气,”他解释说。

从表面上看,变化也在发生。 “冰在从一个地方移动到另一个地方,就像在地球上一样,”斯特恩说。 “随着[地球上]的季节变化,冬天会下雪,如果你从另一个星球上拍摄地球的照片,你会看到比夏天在给定半球上看到的更明亮的区域。然后在夏天,你[见]冰在退缩。冥王星、火星和其他天体上的情况都是一样的。”

Stern 说,New Horizo​​​​ns 有足够的动力运行未来 20 年,并且在继续其使命的同时,它正专注于太阳物理学(研究太阳)和天体物理学。当然,2015 年与冥王星相遇的数据也将继续可用并进行分析,以供未来的科学调查使用。

至于洛厄尔,天文台继续庆祝其在冥王星研究中的作用,包括项目、用于发现和参观望远镜的文物展品。天文台还举办一年一度的“我心冥王星节”,以纪念它与那个遥远世界的历史联系。

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