太阳系中的有趣科学

周煦之 田晖

目录

  • 1 引言
    • 1.1 太阳系天体概览
    • 1.2 行星的运动
    • 1.3 日心说的提出
    • 1.4 太阳系各大行星运行规律
  • 2 行星轨道与万有引力
    • 2.1 谷神星的故事
    • 2.2 海王星的故事
    • 2.3 冥王星的故事
    • 2.4 三体问题
    • 2.5 混沌系统
    • 2.6 拉格朗日点
  • 3 万有引力的梯度:潮汐
    • 3.1 潮汐力与洛希极限
    • 3.2 潮汐锁定
    • 3.3 逆行的海卫一(Triton)
    • 3.4 火星的卫星们(Phobos & Deimos)
    • 3.5 木星系与潮汐
  • 4 逐梦火星
    • 4.1 火星的早起观测
    • 4.2 火星的温度和大气成分(一)
    • 4.3 火星的温度和大气成分(二)
    • 4.4 第一次成功飞越火星
    • 4.5 第一次成功环绕火星(一)
    • 4.6 第一次成功环绕火星(二)
    • 4.7 登陆火星
    • 4.8 火星上的“蓝莓”
    • 4.9 火星上的水
    • 4.10 寻找火星表面的液态水
  • 5 温室效应与冰室效应
    • 5.1 火星大气逃逸(一)
    • 5.2 火星大气逃逸(二)
    • 5.3 金星大气的演化
    • 5.4 土卫六勘测
    • 5.5 火星地球化(一)
    • 5.6 火星地球化(二)
    • 5.7 金星地球化
  • 6 外太阳系
    • 6.1 向外太阳系进发
    • 6.2 日球层
    • 6.3 木星系
    • 6.4 土星系(一)
    • 6.5 土星系(二)
    • 6.6 天王星系与海王星系
  • 7 行星磁层与辐射带
    • 7.1 木星的发现与认识
    • 7.2 土星与天王星
    • 7.3 电离辐射
    • 7.4 宇宙射线
    • 7.5 范艾伦辐射带
    • 7.6 木星辐射带
    • 7.7 天王星季节
    • 7.8 各天体的物质构成
    • 7.9 木星的成分
    • 7.10 潮汐加速与潮汐减速
    • 7.11 火星探测
    • 7.12 木星的结构
    • 7.13 木星的温度
    • 7.14 状态方程与相图
    • 7.15 木星的内部结构
  • 8 太阳系小天体
    • 8.1 核心吸积理论(一)
    • 8.2 核心吸积理论(二)
    • 8.3 木星的形成
    • 8.4 系外行星探测(一)
    • 8.5 系外行星探测(二)
    • 8.6 系外行星探测(三)
    • 8.7 小行星带天体与柯依伯带
    • 8.8 彗星
    • 8.9 小行星的形成
    • 8.10 小行星的分布
    • 8.11 陨铁
    • 8.12 石铁陨石
    • 8.13 彗星的起源
    • 8.14 妊神星的故事
    • 8.15 塞德娜的故事
  • 9 探索太阳
    • 9.1 研究太阳的意义
    • 9.2 太阳的结构
    • 9.3 太阳爆发
    • 9.4 太阳活动周
    • 9.5 太阳探测
  • 10 寻找地外生命
    • 10.1 外星生命
    • 10.2 宜居星球
    • 10.3 生命起源
    • 10.4 外星文明
    • 10.5 费米悖论
  • 11 阅读
    • 11.1 阅读
  • 12 问卷调查
    • 12.1 问卷调查
妊神星的故事
  • 1 视频
  • 2 章节测验


妊神星是柯伊伯带的一颗矮行星,正式名称为(136108) Haumea。妊神星是太阳系的第四大矮行星,它的质量是冥王星质量的三分之一。2004年,迈克尔·E·布朗领导的加州理工学院团队在美国帕洛玛山天文台发现了该天体;2005年,奥尔蒂斯领导的团队在西班牙内华达山脉天文台亦发现了该天体,但后者的声明遭到质疑。2008年9月17日,国际天文联合会(IAU)将这颗天体定为矮行星,并以夏威夷生育之神哈乌美亚为其命名。

妊神星是一颗新近发现的大型柯伊伯带天体,被编号为2003 EL61,并被暂时昵称为“桑塔”,它的自转速度非常快,没有任何一颗直径大于100公里的已知天体拥有如此的自转速度。

在所有的已知矮行星中,妊神星具有独特的极度形变。尽管人们尚未直接观测到它的形状,但由光变曲线计算的结果表明,妊神星呈椭球形,其长半轴是短半轴的两倍。尽管如此,据推算其自身重力仍足以维持流体静力平衡,因此符合矮行星的定义。天文学家认为,妊神星之所以具备形状伸长、罕见的高速自转、高密度和高反照率(因其结晶水冰的表面)这些特点,是超级碰撞的结果;这让妊神星成为了碰撞家族中最大的成员,几颗大型的海王星外天体以及妊神星的两颗已知卫星亦是该家族的成员。


据小行星中心的报告,该天体的日距约为51个天文单位,其近日点约为35个天文单位,比冥王星平均日距的39个天文单位要近。由于该天体的运行速度缓慢,轨道倾斜角约为28°,比冥王星的轨道(倾斜角17°)更为神秘,因此才较迟为人们所发现。该天体可能是类冥天体(Plutino)之一。

妊神星有着经典柯伊伯带天体的典型轨道,轨道周期为283地球年,近日点约为35天文单位,轨道倾角约28°。1992年初,妊神星经过了远日点,当前离太阳距离超过50天文单位。

妊神星的轨道离心率略大于其碰撞家族的其他成员,据推测,是妊神星对海王星存在微弱的五阶12:7轨道共振所致;由于导致轨道倾角和离心率互换的古在效应,妊神星在近十亿年来逐渐偏离了其原始轨道。

妊神星的目视星等为17.3,是柯伊伯带第三亮的天体,仅次于冥王星和鸟神星,使用大型业余望远镜也可轻易观察到。然而,由于行星和多数太阳系小天体大都形成于太阳系的原始盘中,位于共同轨道路径上;因此,绝大多数早期的远距天体观测都将目光聚集于共同平面在天空上的投影中,亦即黄道上。随着对黄道附近天区的探索逐步充分,后来的天文观测开始探索轨道倾角较高的天体,以及平均运动更慢的远距天体。当这些观测覆盖到妊神星所在天区时,高轨道倾角、(当前)距离黄道甚远的妊神星终被发现。

妊神星的亮度波动周期很短,只有3.9小时,唯一的解释是其自转周期也是这一长度。 [3]  这要快于其余已知的太阳系平衡天体,以及其余已知的直径大于100千米的天体。妊神星的高速自转被认为是一次碰撞导致的,这次碰撞同时创造了妊神星的卫星及其碰撞家族。