1.18 第十七章太阳系的成员（12）

第十七章太阳系的成员（12）

十二、矮行星

矮行星是2006年8月24日国际天文联合会重新对太阳系内天体分类后新增加的一组独立天体，此定义仅适用于太阳系内。简单来说矮行星介乎于行星与太阳系小天体这两类之间，但会议后天文学家对此类天体定义仍有争论。

矮行星的描述如下：

（1）以轨道绕着太阳的天体。

（2）有足够的质量以自身的重力克服固体应力，使其达到流体静力学平衡的形状（几乎是球形的）。

（3）未能清除在近似轨道上的其它小天体。

（4）不是行星的卫星，或是其它非恒星的天体。

会议随后并把三颗已知的天体：冥王星、原为1号小行星的谷神星与柯伊伯带天体阋神星划入矮行星之中。

与行星定义的不同处只在矮行星未能清除在轨道上相邻的小天体，因而使冥王星从行星改列为矮行星，因为它未能清除柯伊伯带上邻近的小天体。目前矮行星共有5颗：冥王星、谷神星、阋神星、鸟神星、妊神星。

1.冥王星

冥王星曾经是太阳系第九大行星，现在被归入矮行星行列。冥王星的发现和探索过程是很有趣的。

天王星轨道的摄动，导致人们找到了海王星，后来，在计算海王星的轨道时，发现它也有偏离现象，难道在海王星的外面还有一颗什么星在等待人们去发现吗?寻找海王星的成功经验，鼓舞着天文学家们又开始了“星海捞针”的艰苦劳动，并且信心十足地相信一定会成功。

在发现海王星59年后的1905年，寻找太阳系第九个成员的工作就展开了。世界各地的天文台，都用当时最精密的天文望远镜，对准通过数理计算预测的位置，不厌其烦地反复搜索着这个似有又无的新伙伴。20多年过去了，望远镜里始终没有出现它的踪迹，老一代的科学家怀着十分遗憾的心情死去了，年青的一代又勇敢地接替了这一成败难卜的工作。可是，坚强的信念，在两代人的身上都没有动摇过。

1930年3月13日，美国洛威耳天文台的青年天文学家汤博在检查同年1月23日用望远摄影机拍摄的一批巡天照片时，发现在双子星座的点点群星中有一颗星，好象在许多星星之间“跑”了一段路，这个现象引起他极大的注意。追踪的结果，终于证实了，这就是人们长期要寻找的那颗新行星。

接着，更多的计算知道了这个新行星距离太阳远达59亿公里，比地球和太阳之间的距离远了约40倍。光以每秒30万公里的速度走完这段路程也要5小时30分。或者说，在这个星球上任何时候所看到的太阳光，都是5个半小时以前发射出来的。在这个行星上看去，太阳只是天空中一个十分模糊的小亮点，和一颗芝麻差不多大小。遥远的距离，使它从太阳得到的光和热是极其微小的，只有地球从太阳得到的光热的1／1600。因此，它是一个既寒冷又黑暗的星球。人们正是根据这个特点，给它取了一个象征希腊神话中，独自住在阴森寒冷的地府里的冥王“普鲁托”的名字——冥王星。

现在，冥王星的质量和体积均被认为是地球的质量和体积的十分之一。这意谓着冥王星的密度一定和地球的密度大致相当。因此，冥王星是岩质的，而不是气态的行星。冥王星是如何取得它目前这一位置——处于远离类木行星外侧，还不得而知。

冥王星的体积至今也是同样难干确定的，因为冥王星没有显示出可以测量的圆面。已经使用过的一种办法是，当冥王星在一颗明亮的恒星前面通过时，利用计算掩食时间来确定。另一种办法是，根据冥王星的亮度来估计它的大小。可是这样做，就必须对冥王星表面对光的反照率作出推测。然而我们又没有精确获知其反照率的任何方法。最近，光谱证据已经指明，冥王星周围没有大气存在，表面上也不是什么裸露的岩石，而是覆盖着一层冰冻的甲烷。因此，推想这个星球可能完全是一个冰冻的世界。

由于冥王星上有甲烷冰存在。因为这种物质大概非常明亮，所以冥王星会比以前人们以为的要小得多。冥王星的轨道对黄道面的倾角大于17°；而且这个轨道的偏心率约为0.25，也是很大的，以至在它公转一周的某一段时间内，冥王星能闯入海王星的轨道内侧。这些事实，连同冥王星的不相称的物理特性，使有些天文学家不得不认为，这颗行星曾经一度是海王星的一个卫星；它后来从海王星的引力束缚中逃逸出来，而开始按照自己的轨道绕太阳运转。

冥王星的卫星叫查龙。1978年6月22日，美国克里斯蒂发现冥王星的星象是扁长的，他推测冥王星可能有卫星。7月7日他正式宣布发现了冥王星卫星。查龙是希腊神话中载亡灵渡过冥河的艄公的名字，这与冥王普鲁托倒也相称。查龙的直径只有冥王星的三分之一，质量只有冥王星的3％，在冥王星赤道面上沿圆形轨道绕冥王星运行，轨道半径约19000公里。

2.其它矮行星

谷神星（Ceres）或小行星1是太阳系中最小的、也是唯一一颗位于小行星带的矮行星。由意大利天文学家皮亚齐发现，并于1801年1月1日公布。谷神星的直径约950千米，是小行星带之中已知最大最重的天体，约占小行星带总质量的三分之一。

阋神星(Eris)，代号136199，而之前的代号是2003UB313，并曾被传为第十大行星“齐娜”。它比冥王星稍大，但是轨道是冥王星到太阳距离的两倍。

阋神星也有一颗卫星，卫星被正式命名为ErisI（Dysnomia，戴丝诺米娅）。矮行星冥王星和阋神星都是外海王星天体，其轨道为于海王星外的柯伊伯带。阋神星是在2003年发现的，其主要成分是冰和甲烷组成的。

鸟神星正式的名称是（136472）Makemake，是太阳系内已知的矮行星中第三大的，也是传统的柯伊伯带天体族群中最大的两颗之一。它的直径大约是冥王星的四分之三。鸟神星没有卫星，因此它是一颗孤独的大海王星外天体。它极低的平均温度（大约30K）意味着它的表面覆盖著甲烷并且可能有乙烷冰。

妊神星是一颗新近发现的大型柯伊伯带天体，被编号为2003EL61，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。

它最长的直径可能与冥王星差不多，而最短直径大约是冥王星直径的一半，这使之成为最大的外海王星天体之一，小于阋神星及冥王星，

其自转周期少于四小时，人们相信这样快的速度并非由距离行星渐近或渐远的卫星所造成，而可能是因为受到其他天体撞击，其热力使行星表面的水份蒸发掉，表面余下冰层覆盖。据双子星天文台所得的光谱资料，该天体可能存有冰水，与冥卫一的结果相似。同时也在其表面找到甲烷冰，意味着它从未曾接近太阳。

知识点：双子座

双子座（拉丁语：Gemini，天文符号：?）黄道带星座之一，面积513.76平方度，占全天面积的1.245%，在全天88个星座中，面积排行第三十位。双子座中亮于5.5等的恒星有47颗，最亮星为北河三（双子座β），视星等为1.14。每年1月5日子夜双子座中心经过上中天。纬度变化位于+90°和?60°之间可全见。

双子座的西边是金牛座，东边是比较暗淡的巨蟹座。御夫座和非常不明显的天猫座位于它的北边，麒麟座和小犬座位于它的南边。

双子座有两颗非常亮的星—北河三和北河二。其它的星都比较暗，只有γ是在城市灯光下也能被看到的。但在远离灯光污染的地方，可以看到稀薄的银河从双子座西部经过。

北河三和金牛座的毕宿五、御夫座的五车二、小犬座的南河三、大犬座的天狼星、猎户座的参宿七组成冬季六边形。

1781年，英国天文学家威廉·赫歇尔和他的妹妹卡罗琳·赫歇尔在双子座H附近发现天王星。1930年，美国天文学家汤博在双子座δ附近发现冥王星。

延伸阅读

希腊神话，即口头或文字上一切有关古希腊人的神、英雄、自然和宇宙历史的神话。

希腊神话源于古老的爱琴文明，和中国商周文明略有相像之处。他们是西洋文明的始祖，具有卓越的天性和不凡的想像力。在那原始时代，他们对自然现象，对人的生死，都感到神秘和难解，于是他们不断地幻想、不断地沉思。在他们想像中，宇宙万物都拥有生命。然而在多利亚人入侵爱琴文明后，因为所生活的希腊半岛人口过剩，他们不得不向外寻拓生活空间。这时候他们崇拜英雄豪杰，因而产生了许多人神交织的民族英雄故事。这些众人所创造的人、神、物的故事，经由时间的淬链，就被史家统称为“希腊神话”，西元前十一二世纪到七、八世纪间则被称为“神话时代”。神话故事最初都是口耳相传，直至西元前七世纪才由大诗人荷马统整记录于《史诗》中。

包括如《荷马史诗》中的《伊利亚特》和《奥德赛》，赫西奥德的《工作与时日》和《神谱》，奥维德的《变形记》等经典作品，以及埃斯库罗斯、索福克勒斯和欧里庇得斯的戏剧等作品中都能看到希腊神话的具体故事。神话谈到诸神与世界的起源、诸神争夺最高地位及最后由宙斯胜利的斗争、诸神的爱情与争吵、神的冒险与力量对凡世的影响，包括与暴风或季节等自然现象和崇拜地点与仪式的关系。希腊神话和传说中最有名的故事有特洛伊战争、奥德修斯的游历、伊阿宋寻找金羊毛、海格力斯（即赫拉克勒斯）的功绩、忒修斯的冒险和俄狄浦斯的悲剧。

希腊神话中的神与人同形同性，既有人的体态美，也有人的七情六欲，懂得喜怒哀乐，参与人的活动。神与人的区别仅仅在于前者永生，无死亡期；后者生命有限，有生老病死。希腊神话中的神个性鲜明，没有禁欲主义因素，也很少有神秘主义色彩。希腊神话的美丽就在于神依然有命运，依然会为情所困，为自己的利益做出坏事。因此，希腊神话不仅是希腊文学的土壤，而且对后来的欧洲文学有着深远的影响。

十三、彗星

说起彗星，可能许多人都还没有见过，见过它的人，也一定会为它那披头散发的形态感到吃惊。由于人们平时很少看到彗星，加之它那扫帚似的古怪相貌，长期以来，给人们留下的印象并不是十分美好的，特别是在科学技术不发达的古代，这位天空中的怪客，就更容易被人解释为一切稀奇古怪事情的根源了。在发黄的历史书卷中，关于彗星的记载是屡见不鲜的，可惜，它总是和其他毫不相干的事情联系在一起，搞得神秘莫测、面目全非了。

那么，彗星究竟是什么东西呢?它为什么形态奇特、与众不同呢?

其实，彗星并不是什么神秘难侧的怪物，它们也是宇宙间物质存在的一种形式，其中有的也是太阳系家族中的成员之一，只不过是由于条件的差异而样子有点特别，走的路径与别的星体不大相同而已。

严格说来，彗星实际上不能算是一颗星，因为从本质上讲，它只是一大团冷气夹杂着冰粒和宇宙尘埃组成的似星似云的东西。我们常说彗星形如“扫帚”，提起它就会想到那条既大且长的尾巴。其实，彗星那条尾巴并不是永恒的“附属品”，有的较暗的彗星，是只有头没有尾的，即是那些大而明亮的有尾巴的彗星，尾巴也在不断发生时长时短、甚至完全消失的变化。

从结构上讲，彗星的主要部分是那个圆形而明亮的彗核和围绕在彗核周围那层朦朦胧胧的称为彗发的气体和尘埃。彗核与彗发一起组成彗头，根据彗核反射太阳光的连续光谱判断，彗核可能是一团密度很小的固体物质。

当彗星距离太阳很远时，它的形状很象一团星云那样的云雾状斑点，只有当它运动到接近太阳时，受到太阳光的加热，以及太阳风的轰击，彗核的物质才开始蒸发和发光，这些被蒸发的、密度极小的云雾状物质，在太阳光斥力和太阳风的作用下，就象风吹烟雾一样被推向背着太阳的方向，这时尾巴就出现了。彗星愈接近太阳，蒸发的物质愈多、受到光压愈强，尾巴也就不断加长。随着彗星逐渐离开太阳，尾巴又由大变小而最后消失后，彗星又变成一个有头无尾的模糊的一斑点了。

从体积来看，彗星无愧是太阳系中最大的天体了。最大的彗星，彗头直径达180万公里，比太阳的直径还大，最小的直径也在5万公里左右，至于那条尾巴，更是长得惊人，1843年测量到的一颗彗星，头尾总长竟达3亿2000万公里，超过太阳和地球间距离的两倍。可以想象，这些长尾“怪物”，当它们在其他行星间横空而过时，难免不会“碰”着别人。

曾经有人担心，要是这条大尾巴突然扫到地球上，岂不足把地球“撞”得“粉碎”了吗?直到1910年，还有人为此而担心，这种杞人忧天的顾虑是完全不必要的。彗星虽然体积庞大，但密度却极小，按地球的标准来说，几乎和真空差不多了，甚至透过它可以看到其他星星。因此，天文学家巴比内把彗星叫做“看得见的虚空”，看来是很有道理的。地球和这样一个物体相“撞”，只会像燕子穿过炊烟那样，难道还会出现什么可怕的灾难吗?

其实，地球和彗星相遇已不止一次了。就拿1910年5月19日那次来说吧，地球在一颗彗星的尾巴里“走”了几个小时，如果不是天文学家报告，人们还不知道呢。

彗星的轨道不同于其他行星所走的那种近似圆形，而是偏心率很大的又扁又长的椭圆形，比如著名的哈雷彗星，它的远日点跑到海王星轨道以外，几乎接近冥王星的轨道了。同时，对于地球上的观测者来说，只有当它逐渐接近太阳时，我们方能看到，再加上有的彗星在如此遥远的轨道上运转一周，需要很长时间，因此，在过去那些对它知之不详的年代里，总认为每次见到的都是一个新彗星，它们和我们相见一面以后，也就再也看不到了。

1705年，与牛顿同时代的英国天文学家哈雷，根据万有引力定律，揭开了彗星运动的秘密，哈雷经过周密的轨道运算，发现他在1682年观测到的那颗大彗星，实际上就是1531年和1607年曾经通过地球的同一颗彗星。它的运转周期是75年或76年，并且信心十足地预言，这颗彗星必定会在1758年重返再现。这个消息震动了世界，各地的天文学家都急切地等待着验证这个当时看来有点大胆的预言。1758年来到了，正好在圣诞节这一天，捷克天文爱好者巴利奇发现哈雷预见的这颗彗星象一列准点运行的火车，果然如期而至了。哈雷第一次证实了彗星也是按照固定的轨道运转的。可惜，这时哈雷已经去世十七年了，没有亲眼目睹这一盛况。后来，这颗彗星被命名为“哈雷彗星”。此后，它果真很有规律地每隔76年就跑到太阳身边来一次。最早发现哈雷彗星的还是我国古代的天文学家，早在2000多年以前的春秋时代，鲁文公14年(公元前611年)就有了它的记载，此后，一直到现在，共记录了31次哈雷彗星的出现。

彗星围绕太阳运行的轨道，有长有短，大小不一，因此，它们公转的周期也差别很大，有的几年、几十年、几百年，有的竟达几万年，甚至几十万年。周期短的彗星我们可以一见再见。比如，1818年发现的恩克彗星，周期只有约3年零106天，而那些周期长的，真可谓是一见面即永别了。

值得注意的是，彗星的轨道除了受太阳引力场的作用外，同时还要受到大行星引力的影响。这些影响，可以在不同程度上改变彗星的运动速度和轨道形状，如果这种影响大到足以使彗星运动速度把轨道改变为抛物线或双曲线时，这时彗星就会脱离太阳系，永远不会再度返回了。

天空中究竟有多少彗星呢?用开普勒的话来说，“和海里的鱼一样多”。这句话也许有点夸大，但事实上彗星也真不少。天文学家克朗林曾经作过这方面的统计，他说如果把彗星平均运动周期算作4万年，以每年发现4颗来计算，最少应该有16万颗。这个显然远远偏小的数目，已经意味着彗星比小行星多得多了。实际上，要真正弄清楚彗星的数目是完全不可能的，因为彗星也在不断的产生、发展和消亡。

总的来讲，彗星作为太阳系中的一位特殊成员，虽然经过几十年的努力，但对它的了解还是十分浅薄的。直到目前为止，所有关于彗星的资料几乎都是以地球为基地取得的。至于它的内部是否还含有什么意想不到的东西，就象许多天文学家假想的那样：“它也许能够给我们提供一些认识太阳系起源的最古老、最原始的物质”等等，现在都无法得到证实。因此，要真正剖析彗星的本质，除非对它进行直接的成分测量，否则是不可能了解到它隐藏的全部奥秘的。

知识点：太阳风

太阳风是从恒星上层大气射出的超声速等离子体带电粒子流。在不是太阳的情况下，这种带电粒子流也常称为“恒星风”。太阳风是一种连续存在，来自太阳并以200-800km/s的速度运动的等离子体流。这种物质虽然与地球上的空气不同，不是由气体的分子组成，而是由更简单的比原子还小一个层次的基本粒子——质子和电子等组成，但它们流动时所产生的效应与空气流动十分相似，所以称它为太阳风。2012年3月，5年来最强的一次太阳风暴在7日上午喷发，无线通讯受到影响。

太阳风的密度与地球上的磁场的密度相比，是非常稀薄而微不足道的。一般情况下，在地球附近的行星际空间中，每立方厘米有几个到几十个粒子，而地球上风的密度则为每立方厘米有2687亿亿个分子。然而太阳风虽十分稀薄，但它刮起来的猛烈劲，却远远胜过地球上的风。在地球上，12级台风的风速是每秒32.5米以上，而太阳风的风速，在地球附近却经常保持在每秒350～450千米[3]，是地球风速的上万倍，最猛烈时可达每秒800千米以上。太阳风是从太阳大气最外层的日冕，向空间持续抛射出来的物质粒子流。这种粒子流是从冕洞中喷射出来的，其主要成分是氢粒子和氦粒子。太阳风有两种：一种持续不断地辐射出来，速度较小，粒子含量也较少，被称为“持续太阳风”；另一种是在太阳活动时辐射出来，速度较大，粒子含量也较多，这种太阳风被称为“扰动太阳风”。扰动太阳风对地球的影响很大，当它抵达地球时，往往引起很大的磁暴与强烈的极光，同时也产生电离层骚扰。太阳风的存在，给我们研究太阳以及太阳与地球的关系提供了方便。

据推测，在约100个天文单位（1天文单位=日地平均距离=1.5×10^8公里）以外，太阳风将与起源于银河系的星际气体交接，太阳风占据的空间范围称为“日球层”。研究太阳风的物理过程及其规律已成为空间物理学中一个新的学科分支-日球层物理学。

第十七章 太阳系的成员（12）

第十七章太阳系的成员（12）