天王星是谁?这是什么?
冥王星是在1930年被幸运的巧合发现的。一个后来被发现是错误的计算“断言”:基于天王星
研究海王星的运行,海王星之后还有一颗行星。美国亚利桑那州洛厄尔天文台的克莱德·w·汤博(Clyde W. Tombaugh)对太阳系进行了非常仔细的观测,因为他不知道这个计算误差。然而,正因为如此,冥王星被发现了。
冥王星被发现后,人们很快发现冥王星太小了,而且和其他行星的轨道不一样。对未知行星(行星X)的研究仍在继续,但什么也没有发现。如果采用“旅行者2号”飞船计算出的海王星质量,那么另一个质量差就消失了,就不会有第十颗行星了。
冥王星是唯一没有被宇宙飞船访问过的行星。即使是哈勃太空望远镜也只能观察到它表面的样子。
幸运的是,冥王星有一颗卫星,火卫一。能被发现也是运气好。这是在1978年发现的,当时它正运行到太阳系,就在轨道边缘。所以有可能通过冥王星观测到很多冥王星的运动,反之亦然。通过精确计算什么物体被覆盖,什么时候被覆盖,并观察明亮的曲线,天文学家可以绘制出两个半球明亮和黑暗区域的粗略地图。
冥王星的半径还不清楚。JPL(喷气推进实验室)的值1137 km被认为有8的误差,几乎是1%。
虽然冥王星和火卫一的总质量是明确已知的(可以通过精确测量火卫一轨道的周期和半径以及开普勒第三定律来确定),但是很难确定冥王星和火卫一各自的质量。这是因为单独计算质量,需要更精确地测量冥王星和冥王星-1系统的质心,但它们太小了,离我们太远了,连哈勃太空望远镜也无能为力。这两颗恒星的质量比可能在0.084到0.157之间。更多的观测正在进行,但要获得真正准确的数据,只有一艘宇宙飞船可以被送到那里。
冥王星是太阳系中第二个反差极大的天体(仅次于伊帕托斯)。探索这些差异的原因是计划中的冥王星快车的主要目标之一。
冥王星的轨道非常不正常,有时比海王星更靠近太阳(从1979,1开始,持续到1999)。
冥王星和海王星的运动比为3:2,也就是冥王星的公转周期正好是海王星的1.5倍。它的轨道交角也离其他行星很远。所以虽然冥王星的轨道看起来和海王星的轨道交叉,但其实没有。所以它们永远不会碰撞(这里有非常详细的解释)
像天王星一样,冥王星的赤道面几乎与其轨道面成直角。
冥王星的表面温度不是很清楚,但是大概是35到45K(-238到-228℃)。
冥王星的成分未知,但其密度(约2g/cm3)表明冥王星可能像海卫一一样由70%的岩石和30%的冰水组成。地球表面明亮的部分可能覆盖着一些固态氮和少量固态甲烷和一氧化碳。冥王星表面黑暗部分的成分未知,但可能是一些基本的有机物质或宇宙射线引发的光化学反应。
对冥王星的大气知之甚少,但它可能主要由氮气和少量的一氧化碳和甲烷组成。大气层极其稀薄,地面压力只有几个微帕。冥王星的大气可能只有在冥王星近近日点时才是气体;在冥王星剩下的岁月里,大气中的气体凝结成固体。在近日点附近,一部分大气可能逃逸到宇宙中,甚至可能被吸引到火卫一。冥王星快车任务的计划者希望在大气层滑动和冻结时到达冥王星。
冥王星和海卫一不同寻常的轨道和相似的体积,让人觉得两者之间有历史渊源。曾经有人认为冥王星曾经是海王星的卫星,现在不是了。更普遍的理论认为,海卫一和冥王星一样,原本是在独立的轨道上绕太阳自由运行,后来被海王星所吸引。海卫一、冥王星和火卫一可能是一大类类似天体的成员,而其他的则被排除在奥尔特奥尔特云(柯伊伯柯伊伯带之外的物质)之外。冥王星可能是冥王星和另一个天体碰撞的产物,就像地球和月球一样。
非专业望远镜也能观测到冥王星,但并不容易。迈克·哈维(Mike Harvey)的行星天空图可以显示冥王星(以及其他行星)在天空中的最近位置,但需要更详细的天空图和数月的仔细观察才能真正找到冥王星。“锦绣银河”等行星程序可以绘制精确的天空图。天王星由威廉·赫歇尔通过望远镜系统搜索,于17813年3月1日被发现。它是现代发现的第一颗行星。其实已经观测过很多次了,只不过当时被误认为是另一颗星(早在1690年就被约翰·弗兰斯蒂德观测到了,但被编码为34金牛座)。赫歇尔将它命名为“Georgium Sidus”(行星乔治亚),以纪念他的恩人,声名狼藉的英国国王:乔治三世;也有人称天王星为“赫歇尔”。
由于其他行星的名称取自希腊神话,为了保持一致,波德最早提出称之为“天王星”(天王星),但直到1850才被广泛使用。
只有一个行星际探测器到过天王星,是旅行者2号在1986年10月24日完成的。
大多数行星总是围绕一个几乎垂直于黄道平面的轴旋转,但天王星的轴几乎平行于黄道平面。在旅行者2号的探索过程中,天王星的南极几乎直接暴露在太阳下。这个奇怪的事实表明,天王星的极地区域比其赤道区域从太阳获得更多的能量。然而,天王星的赤道区域仍然比极地区域更热。这其中的原因还不得而知。
此外,它或者以大于90度的旋转轴角度正向旋转,或者以小于90度的倾斜角反向旋转。问题是你得在某个地方画一条分界线,因为,比如金星是不是真的在反方向旋转(不是倾角接近180度的正方向)存在一些争议。
天王星基本上是由岩石和各种冰组成的。它只含有15%的氢和一些氦(少于木星和土星,它们大部分由氢组成)。天王星和海王星在去除了巨大的液态金属氢壳后,在很多方面与木星和土星非常相似。虽然天王星的核心不是像木星和土星那样由岩石构成,但它们的物质分布几乎是一样的。