冥王星星体运动

2015-10-24 10:47 作者:admin 来源:
20世纪70年代和80年代是太阳系航天探测的黄金时代,九大行星中已有8颗被行星际探测器近探过,只有冥王星是航天器未涉足的死角。在各种天文书刊中给出的行星参数表上,冥王星这一栏留下的空白最多,即使被列出数据有不少也被打上问号,表示不准确。除了一大串未知数外,人们对冥王星的身份也有怀疑。冥王星的直径、质量是行星中最小的,密度为每立方厘米1.8~2.1克,反照率为50%~60%,这同外行星的几颗大卫星很相似冥卫星究竟是行星还是卫星?或是一颗大的小行星?
冥王星轨道最扁,以致20年间冥王星离太阳比海王星还近。从发现它到如今,人们只看到它在轨道上走了不到1/4圈,因此过去对其知之甚少。冥王星的质量远比其他行星小,甚至在卫星世界中它也只能排在第七、第八位左右。冥王星的表面温度很低,因而它上面绝大多数物质只能是固态或液态,即其冰幔特别厚,只有氢、可能保持气态,如果上面有大气的话也只能由这三种元素组成

轨道参数

冥王星运行轨道示意图冥王星运行轨道示意图
冥王星在发现之初曾被认为是一颗位于海王星轨道外的行星,但后来的事实证明并非完全如此。譬如,在1979年1月21日~1999年3月14日这段时间,冥王星就比海王星更靠近太阳。这是由于冥王星轨道的偏心率、轨道面对黄道面的倾角都比其它行星大。冥王星在近日点附近时比海王星离太阳还近,这时海王星成了离太阳最远的行星。每隔一段时间,冥王星和海王星会彼此接近,在黄道投影图上两颗行星的轨道交叉。但不必担心它们会碰撞,因为它们的轨道平面并不重合,即使在交叉点附近,它们之间的距离仍然是很大的。它们会像运行于立体交叉公路上的车辆一样,各自飞驰而过。1978年7月,美国海军天文台的克里斯蒂在研究冥王星的照片时,偶然发现冥王星小小的圆面略有拉长。他把1970年以来所有的冥王星照片都找出来,结果发现这一现象是有规律地出现的,于是他断定冥王星有一颗卫星。由于冥王星离我们实在太远了,以致在大望远镜里也不能把冥王星和它的卫星分开。这好比气象站的风速计,一根横杆连着两个圆球,在疾风中旋转。从远处看去,两个圆球融成一体,只能察觉出它时圆时扁的变化。冥王星的卫星被命名为卡戎(Charon)。在希腊神话中卡戎是普鲁托的一个役卒,专在冥海上渡亡灵。卡戎的公转周期与冥王星的自转周期一样都是6.39日。
平均半径5.91352×10^9 km(39.956天文单位)
偏心率0.24901 公转周期248年197天5.5小时
会合周期366.74天
平均轨道速度4.7490 km/s
轨道倾角17.1449°
升交点经度110.28683°
近日点幅角113.76349°
近日点4,436,824,613 千米(29.658 340 67天文单位)
远日点7,375,927,931 千米(49.305 032 87 天文单位)
公转一周:248年

物理特性

赤道直径2344 千米
表面积 1700万平方千米
冥王星和它的卫hv588鸿运国际统冥王星和它的卫hv588鸿运国际统
质量1.290×10^22 千克
平均密度1.1 g/cm^3
表面重力加速度0.6 米/秒^2
自转周期6天9小时17.6分
轴倾角119.61°
星体反照率0.30
逃逸速度1.22 km/s
表面温度
最低 一般 最高
33K 44K 55K

大气参数

气压0 - 0.01 kPa
氮90%
甲烷10%

轨道自转

冥王星的轨道周期是248地球年。它的轨道特
冥王星(pluto)冥王星(pluto)
征明显的与其它行星不一样,遵循接近圆形轨道,只有很窄部分靠近被称为黄道的其它行星运行平面。相较之下,冥王星的轨道是高度倾斜的(超过17°),并且有着高离心率(椭圆形)。这样高的离心率意味着在某些区域,冥王星会比海王星更靠近太阳。在1989年9月5日,冥王星-卡戎的质心来到近日点 ,而在1979年2月7日至1999年2月11日之间比海王星更靠近太阳。在这段时间,冥王星和海王星最接近的距离是27.960天文单位。
就长远来看,冥王星的轨道其实是混沌的。尽管电脑模拟可以预测数百万年的位置(在时间上向前和向后),但超过李雅普诺夫时间,长达一千万至二千万年的计算是不切实际的: 冥王星有着极难预测的因素,在太阳系中对微小细节也很敏感的不可测量性,会逐渐破坏它的轨道。从现在开始的数百万年,冥王星可能在远日点、近日点,或任何的地点上,而我们是无从预测的。但这并非意味着冥王星本身的轨道是不稳定的,只是以它如今在轨道上的位置,不可能事先预知和确定未来的位置。一些共振和其它的动力学效应维系着冥王星轨道的稳定,得以在行星的碰撞或散射中获得安全。

直径

由于冥王星太暗太小,发现后很长时间不
冥王星高清照片冥王星高清照片
能确定它的大小。最早估计它的直径是6600千米,1949年改为10000千米。1950年,柯伊伯用新建的5米望远镜将其修正为6000千米,1965年又用冥王星掩暗星的方法定出直径的上限为5500千米。1977年发现冥王星表面是冰冻的甲烷,按其反照率测算,冥王星的直径缩小到2700千米。1980年用夏威夷莫纳克亚山上的3.6米红外望远镜测出的冥王星直径在2600~4000千米之间,查龙直径为2000千米,一些天文学家观测指出,冥王星的直径约为2400千米,比月球(3475千米)还小,而查龙直径为1180千米它与冥王星直径之比是2:1,是九大行星中行星与卫星直径之比最小的。所以,有人说冥王星和它的卫星更像一个双行星系统。