冥王星(Pluto)

   王星是距離太陽(Sun)最遠的行星(在大部分的時間裡),也是太陽系 最小的一顆行星,冥王星甚至比太陽系中的其中七顆衛星還要小,包括: 月球(Moon)埃歐(Io)歐羅巴(Europa)加尼美得(Ganymede)克里斯多(Callisto)泰坦(Titan)崔頓(Triton)

        軌道:    距離太陽(平均值)  5,913,520,000 km (39.5 天文單位AU)
        直徑:    2,274 km
        質量:    1.27e22 kg
   羅馬神話中,冥王星(希臘文: 哈帝斯Hades)是地底世界(冥界)之神。這顆行星之所以接受了這個稱呼(在許多 其它的建議之後)的原因,可能是由於它距離太陽最遠,又特別黯淡的緣故。另一個可能的原因是冥王星(Pluto)的〝PL〞正好是美國天文學家 波希佛威爾(Percival Lowell)姓名的第一個字母。

   王星是在1930年一場很幸運的意外中被發現,當時是根據 天王星(Uranus)海王星(Neptune)的運動做了一項計算(後來發現其實是錯的), 推測在海王星之外另有一顆行星。於是位在亞歷桑那州羅威爾天文台的 克萊德湯保(Clyde W. Tombaugh) 因為不知道這是錯誤的計算,依舊在夜空中進行很仔細的搜尋,結果最後居然還是找到了這顆行星---冥王星。

   王星被發現之後,它很快就被測定出〝質量太小〞的這個事實,冥王星其實並不足以影響到其他的行星,於是搜尋 X行星(Planet X)的工作變繼續進行,可是什麼也沒有被發現。除了這顆行星可能永遠不會被找到之外,如果我們利用 航海家2號(Voyager 2) 造訪海王星當時所獲得的資料來推算海王星的質量,就會發現海王星的軌道根本沒有異常之處。也就是說並沒有第十顆行星。

   王星是唯一不曾被太空船造訪的太陽系行星,即使是 哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope) 也只能解析出它表面最大的特徵(左圖和上圖)而已。

   運的是,冥王星有一顆衛星---開隆(Charon) ,它是在1978年被發現,當時開隆的軌道面正好移動到正對太陽系內側的角度,因此我們可以觀測到許多次冥王星和開隆互相遮掩的現象。藉由小心地計算那一個星體的哪一部份在某個時間會被遮住,並觀測亮度的曲線之後,天文學家於是可以建立兩個星體上明亮和黑暗區域的粗略地圖。

   王星的半徑我們並不清楚,根據噴射推進實驗室(JPL)的推算是1137km,誤差在 +/- 8km以內,正好是1%左右。

   然冥王星和開隆的質量總和我們已經非常地清楚(藉由仔細測定開隆運行軌道的週期及半徑,配合基本物理的計算), 但是測定它們各自質量的計算則是非常困難,因為須要測定它們互繞質心的系統必須有更精細的測量, 而它們那麼小又那麼遠,所以即使是哈伯太空望遠鏡也很困難。它們的質量比可能大約是在0.084到0.157之間,更多的觀測仍然在進行之中,不過除非我們派一艘 太空船過去,否則我們一樣無法獲得真確的資料。

   王星是太陽系中反照率第二高的星體(僅次於 埃佩特斯Iapetus),它探索反照率的成因,是目前 冥王星快遞(Pluto Express)任務計劃中,具有高優先權的目標之一。

   些人認為應該把冥王星歸類為大型小行星或彗星,會比歸類為 行星要好。他們認為冥王星可能是 柯伊伯帶(Kuiper Belt)中最大的星體(也被稱為穿越海王星星體 Trans-Neptunian Objects)。對於這樣的分類,其實是有優點的, 不過既往以來冥王星就被歸類為行星,所以以後很可能還是會維持現狀吧

   王星的軌道非常地橢圓,有時候它會比海王星更接近太陽(像是在1979年1月到1999年2月11日之間的時間),冥王星自轉的方向則和大部分的行星是相反的。

   王星和海王星之間被鎖定在3:2的 共振軌道,也就是說冥王星的軌道正好是海王星的1.5倍長。冥王星的軌道傾斜也較其他行星都要大得多, 因此雖然冥王星的軌道看起來會穿越海王星的軌道,不過實際上這二顆行星的軌道是永遠不會發生碰撞的(這裡有 詳細的解釋)。

   天王星一樣,冥王星的赤道面和它的公轉軌道面幾乎垂直相交。

   王星表面溫度的變化是介於於-235℃到-210℃(38到63k)之間。其中比較〝溫暖〞的地區和那些比較黯淡(可見光波段)的區域似乎有所關聯存在。

   王星的組成成分目前仍然未知,但是它的密度(大約2 gm/cm3)暗示它的組成可能非常類似崔頓(Triton),是由70%的岩石以及30%由水結成冰所構成。在冥王星表面明亮的區域可能正覆蓋著結冰的氮和少量的固態甲烷、乙烷和一氧化碳。至於冥王星表面深色區域的組成成分至今仍然不為人知,可能是一些原始有機物質或由宇宙射線所造成一些光化學反應的結果。

   於冥王星的大氣圈我們所知不多,但是它可能主要包括有氮和一些一氧化碳及甲烷, 只不過它的大氣極為稀薄,表面的大氣壓可能只有幾個微巴(microbar)。同時冥王星的大氣圈可能只有在冥王星接近它的 近日點(perihelion)時才會有氣體存在,在冥王星漫長一年中大半的時間裡,大氣圈的氣體都凍結成冰的狀態。在冥王星接近近日點的時候,它大氣圈中的一部份氣體似乎會散逸到太空之中,甚至會和開隆之間發生交互作用。冥王星快遞任務的計劃者就希望能在冥王星大氣解凍的期間到達冥王星。

   於冥王星和崔頓 運行軌道不尋常的特質,以及它們大半組成的相似性,讓人們不禁聯想到兩者之間可能具有歷史上的關聯性存在。 大家一度認為冥王星是海王星的一顆衛星,只不過現在似乎又不大像。 另一個更流行的想法是崔頓和冥王星一樣,都曾經獨立地在繞著太陽運行,只不過崔頓後來被海王星所捕獲了。 或許崔頓、冥王星和開隆是所有彈出太陽系而進入歐特雲(Oort cloud)的類似星雲之中,唯一殘存下來的成員。此外,可能就像 地球月亮的情況一樣,開隆的存在可能是肇因於其他星體與冥王星碰撞的結果。

    王星可以用業餘的天文望遠鏡來觀測得到,不過並不容易。 有好幾個網站 有顯示冥王星(以及其它行星)目前在天空中的位置,一些天文儀的程式(像是Starry Night) 則可以描繪出更詳盡地資料及星圖,大家可以多加利用。


Charon

開隆(Charon)

   隆("KAIR en" )是冥王星唯一一顆已知的衛星。
        軌道:    距冥王星 19,640 km 
        直徑:    1,172 km
        質量:    1.90e21 kg
    的命名是根據神話中的人物,負責擺渡亡靈橫越 冥界之河(River Styx) 後進入哈帝斯(Hades,地底世界)。

(雖然官方正式的命名是根據神話的人物,不過開隆的發現者同時為了紀念它的太太,而命名為卡琳 Charlene。) Thus, those in the know pronounce it with the first syllable sounding like 'shard' ("SHAHR en").

   隆最早是在1978年由吉姆克里斯提(Jim Christy) 所發現,而由於開隆和冥王星的影像互相干擾而看不清楚的緣故,所以大家原本都以為冥王星的大小要比開隆大得多。

   隆不尋常的地方在於,若是與它的母行星大小相比,它是太陽系中最大的衛星(和地球與 月球之間的情況有所不同)一些人認為把冥王星和開隆視為雙行星要比把它們當成行星與衛星來得恰當。

    隆的半徑大小還不能完全確定,噴射推進實驗室(JPL)的估計值是586 km,誤差範圍在+/- 13km,超過2%的誤差。它的質量和密度則同樣非常地不清楚。

   王星和開隆之間另一個奇特的地方在於,不僅僅開隆是以 同步(synchronously)的旋轉在面對冥王星,冥王星也同樣是同步在旋轉面對著開隆,所以它們都用同一面在面對著彼此。(這使得從冥王星上所看到 開隆的盈虧變化會很有趣,一〝天〞看完從圓到缺的變化)。

   隆的組成成分仍然屬於未知,不過根據它低密度(大約2gm/cm3)的特性,它可能和 土星(Saturn)的冰質衛星(例如:雷阿Rhea)類似。它的表面似乎還覆蓋著由水所結成的冰,而有趣的是,這和冥王星非常地不同。

   同於冥王星的是,開隆並沒有高反射率的特徵,雖然它可能擁有比較小的反照率特徵,不過這個問題目前還未能解決。

   隆被認為是形成於一場巨大的撞擊事件,類似於地球衛星---月球的形成。

   於開隆是否擁有顯著的大氣圈,目前仍然令人有所存疑。


更多關於冥王星和開隆的資訊

開放性議題


Contents ... 太陽(Sun) ... 海王星(Neptune) ... 耐瑞得(Nereid) ... 冥王星和開隆(Pluto / Charon) ... 小星體(Small Bodies) ... Data Host

Bill Arnett; last updated: 2000 May 29