關于冥王星的一切:探索這顆奇特的矮行星

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它曾被視爲太陽系的第九大行星,直到2006年被重新歸類爲矮行星。科學家爲什麼要做出這樣的決定?冥王星有哪些獨特之處?在本文中,我們將深入探討這顆神祕的天體。 儘管冥王星的觀測難度較高,即使使用望遠鏡也不容易找到,但您可以使用Sky Tonight輕鬆追蹤它在夜空中的位置。

內容

冥王星的事實

  • 類型:矮行星
  • 半徑:1,188公里
  • 質量:1.30900 × 10^22千克
  • 遠日點:73.7億公里
  • 近日點:44.4億公里
  • 與地球的平均距離:59億公里
  • 表面溫度:−226 °C 至 −240 °C
  • 太陽日長度:6.3874個地球日
  • 恆星日長:6.3873個地球日
  • 年長:248地球年
  • 年齡:44.6至46億年
  • 命名:羅馬冥界之神

關於冥王星的5個有趣事實

  • 冥王星比一些衛星小 ——即蓋尼米德(Ganymede)、泰坦(Titan)、卡利斯托(Callisto)、伊奧(Io)、歐羅巴(Europa)、特里同(Triton),以及地球的月亮。
  • 冥王星最大的月亮卡戎在冥王星的天空中既不升也不落。卡戎與地球同步軌道上的通信衛星一樣,恰位於冥王星周圍的同步軌道上。
  • 冥王星的軌道異常偏心:儘管它是一個跨海王星物體,但有時比海王星更接近太陽。
  • 冥王星有時有大氣層。當這顆矮行星沿其軌道靠近太陽時,它表面的冰會開始融化並形成稀薄的大氣層。
  • 冥王星不是一顆行星。2006年,國際天文學聯合會(IAU)將其重新歸類爲矮行星。這一改變引發了一場持續至今的宇宙爭論。儘管冥王星不再是完整意義上的行星,但它依然在許多人心中佔據着重要位置!
Planet Pluto Meme
令許多天文學家(包括業余和專業天文學家)失望的是,冥王星自 2006 年以來一直被歸類為矮行星。

冥王星是什麼時候被發現的?

冥王星是於1930年由美國天文學家克萊德·湯博(Clyde Tombaugh)在洛厄爾天文臺發現的。這一天文學裏程碑只是衆多塑造我們對宇宙認知的重要事件之一。想了解冥王星在這一宏大敘事中的位置?請查看這張天文學發展歷史信息圖

1906年,天文臺創始人珀西瓦爾·洛厄爾 (Percival Lowell) 開始了一項計劃,以尋找他所命名的X行星,即太陽系中可能影響了天王星和海王星軌道的假設第九顆行星。1916年,洛厄爾去世時仍未找到X行星。然而,這顆神祕行星的搜索工作一直持續着,直到洛厄爾的繼任者克萊德·湯博最終於1930年2月18日發現了冥王星。

爲什麼冥王星不是行星?

冥王星是一顆行星嗎?
根據國際天文學聯合會(IAU)的定義,冥王星不符合三大行星標准之一,因此被歸類為矮行星。

當冥王星被發現時,它立即被歸類爲一顆行星,太陽系中最小、距離最遠的行星。然而,在隨後的幾十年內,天文學家在海王星的軌道之外發現了許多與冥王星類似的天體。其中一些天體,比如厄里斯星(Eris),也大得足以稱爲行星。爲此,在2006年,國際天文學聯合會(IAU)決定重新定義“行星”一詞,並將冥王星降爲矮行星

根據更新後的IAU定義,一個天體在滿足以下三個條件下才被認爲是行星:

  • 它圍繞着太陽運行;
  • 它大到足以讓重力使它成爲圓球形;
  • 它已清除了其軌道周圍的區域,這意味着它在自己軌道中的吸力占主導地位。

雖然冥王星繞太陽運行並呈圓球形,但它並不是其軌道上最大的天體,因爲它的軌道與海王星的軌道相交。因此,冥王星現在被歸類爲矮行星

在廣闊的太陽系中,矮行星是一個引人入勝的天體類別,它模糊了行星與較小天體之間的界限。以冥王星爲代表,這些神祕的世界各具特色,並有着獨特的故事。快來參加我們的矮行星知識測驗,挑戰自己對它們的瞭解,從發現歷程到關鍵特徵,一探究竟!

冥王星有多大?

自1930年發現冥王星以來,它的大小一直是個爭論的話題。直到最近,科學家們才終於確定了這顆矮行星到底有多大。

冥王星的大小

由於冥王星距離地球很遠,因此在2015年美國宇航局的新視野號從它身邊掠過之前,人們對這個天體的確切瞭解很少。太空探測器發現冥王星的直徑爲2,370公里。儘管冥王星的體積相對較小,但它是太陽系中海王星軌道以外已知的最大天體。

冥王星與地球相比有多大?

冥王星有多大?
冥王星的直徑約為地球月球的68%,盡管體積較小,但它仍然是海王星軌道外已知最大天體。

冥王星比地球小五倍多,比我們的月球幾乎小1.5倍。如果自駕遊冥王星赤道,你會在大約五天內完成旅程!

冥王星是什麼樣子的?

冥王星的表面

冥王星的顔色是什麽樣的?
冥王星呈現微妙的紅棕色,其表面顔色主要由複雜的有機分子(托林,tholins)形成。這些分子由太陽光與其表面的甲烷和氮相互作用産生。

冥王星的地形非常多樣化:這顆矮行星的表面有山脈、山谷、平原和隕石坑。冥王星上的山脈由水冰組成,高度可達3公里以上。

冥王星表面的一個顯着特徵是名爲湯博區的心形區域(以紀念冥王星的發現者克萊德·湯博)。這是一個巨大的冰川區,富含氮、一氧化碳和甲烷冰。被稱爲史潑尼克平原(Sputnik Planitia)的“心臟”西邊比東邊更平整,沒有隕石坑,這意味着它的年齡少過1千萬年。

從地球上觀察,冥王星是什麼樣的?

從地球上看冥王星是什麽樣的?
要觀察冥王星,你需要口徑至少20厘米或更大的優質望遠鏡。然而,即使通過望遠鏡,冥王星在夜空中也只呈現為一個微弱的小光點。

由於冥王星距離太陽非常遙遠,肉眼無法看到它。它的視星等約爲14.1,相比無需光學設備即可見的恆星和行星,亮度相當微弱。即便使用最好的業餘望遠鏡,冥王星看起來也只是比普通恆星稍大一些,但大多數設備無法分辨其更精細的細節。

冥王星的軌道和自轉

與太陽系的八顆行星相比,冥王星的軌道非常不尋常。讓我們仔細看看這顆矮行星如何自轉和圍繞太陽公轉。

冥王星上的一年有多久?

冥王星的公轉週期很長——這顆矮行星需要248地球年才能繞太陽公轉一週。除此之外,冥王星的軌道與八顆行星不在同一軌道平面上——它的傾斜角爲17度。最後,冥王星的軌道是高度橢圓的,就是說有時這顆矮行星比其他時候離太陽更近。

冥王星上的一天有多久?

冥王星自轉比地球慢得多——它自轉一圈需要6.4個地球日(6天9小時36分鐘)。像天王星一樣,冥王星也在它的一側旋轉——轉軸傾角大約120度。

冥王星有多遠?

冥王星離我們有多遠?
冥王星位于柯伊伯帶,這是一個位于海王星軌道之外的區域,充滿了冰質天體和矮行星。

冥王星是一個跨海王星天體,這意味着它的軌道超出了海王星的軌道。因此,冥王星比太陽系中的任何行星都離我們更遠。

冥王星離太陽有多遠?

平均而言,冥王星距離太陽39.5天文單位,相當於59億公里。它離太陽的距離幾乎是地球的四十倍。冥王星確實如此遙遠,以至於每秒傳播約300,000公里的太陽光需要五個多小時才能到達這顆矮行星。

冥王星離地球有多遠?

由於冥王星高度偏心的橢圓軌道,當它在太空中移動時,它與地球的距離會發生很大的變化。冥王星在最遠的地方時,它距離我們的星球75億公里。當這兩個天體彼此最接近時,它們的距離爲42.8億公里。

到達冥王星需要多長時間?

要回答這個問題,我們必須來看一個例子。美國宇航局的新視野號航天器於2006年發射到冥王星。當時,它是有史以來發射速度最快的航天器,時速爲58,536公里。當新視野號於2007年飛掠木星時,它得到了這顆氣態巨行星的重力輔助。這股重力輔助將航天器的速度提高到每小時83,000公里,並將其前往冥王星的航程縮短了三年。新視野號總共花了 九年五個月零二十五天 到達這顆矮行星。

冥王星是由什麼構成的?

冥王星的內部結構是怎樣的?
科學家推測,冥王星的表面之下可能隱藏著一個龐大的液態水海洋。

冥王星與鄰近的外行星不同,它不是氣體或冰巨星。它是一個類似於地球的小型岩石天體。

冥王星的形成

冥王星是柯伊伯帶的成員——柯伊伯帶是一個位於海王星軌道之外的甜甜圈形區域,上面佈滿了數以千計的小冰天體。這些天體(稱爲柯伊伯帶天體、跨海王星天體或類冥天體)是大約在45億年前太陽系形成時的殘餘物。

冥王星的結構

冥王星與柯伊伯帶的其他天體一樣,主要由冰和岩石組成:它有一個被冰質地幔包圍的岩石核心。可能地核和地幔之間存在一個液態水海洋。

冥王星的衛星

儘管冥王星是一個如此小的天體,它卻有好幾顆大小、形狀和旋轉模式不同的衛星。

冥王星有多少顆衛星?

冥王星有五顆已知的自然衛星:卡戎(Charon)、尼克斯(Nix)、許德拉(Hydra)、科波若斯(Kerberos)和斯提克斯(Styx)。這些衛星可能是在數十億年前冥王星與其他柯伊伯帶天體相撞時形成的。

冥王星的衛星是什麼時候被發現的?

這聽起來幾乎怪得不像真的:冥王星所有5顆已知衛星都是在6月發現的,只是年份不同。

卡戎是最早被發現的,於1978年6月由詹姆斯·克里斯蒂和羅伯特·哈靈頓在亞利桑那州弗拉格斯塔夫的美國海軍天文臺發現——那裏距離洛厄爾天文臺只有約6英里,而冥王星本身正是在幾十年前於洛厄爾天文臺被發現的

隨後是尼克斯和許德拉,它們都於2005年6月由哈爾·韋弗和一支大型天文學家團隊利用哈勃空間望遠鏡發現。哈勃還幫助揭示了冥王星兩顆最小的已知衛星:刻耳柏洛斯,於2011年6月28日由馬克·肖沃爾特領導的團隊發現;以及斯堤克斯,於2012年6月26日由另一支肖沃爾特領導的團隊發現。

那麼,這是不是某種宇宙陰謀?其實不是。這個時間點有一個簡單得多的解釋:冥王星衝日

衝日是指冥王星在地球天空中位於太陽的正對面,這會讓它特別適合觀測。此時,這顆矮行星會被太陽光完全照亮,並且在夜空中停留大半個夜晚。換句話說,這正是天文學家最可能把望遠鏡對準冥王星的時候。

而這些時間也確實很吻合:冥王星在2005年6月14日、2011年6月28日和2012年6月29日到達衝日——正好都在其較小衛星被發現的時間前後。

還有另一個原因,使得冥王星在2010年代初受到了特別密切的監測。NASA的新視野號探測器當時正在飛往這顆矮行星,準備在2015年進行歷史性的飛越。在任務團隊最終確定穿越冥王星系統的最安全路線之前,他們需要搜索潛在危險,例如未知衛星、環或碎片。

正如馬克·肖沃爾特解釋的那樣:“這是團隊必須確定備用飛越軌道之前,最後一次觀測冥王星的機會。尋找新的、有趣的目標只是一個附帶好處。”

冥王星最大的衛星是什麼?

冥王星最大的衛星被稱爲卡戎。這個球形天體的直徑爲1200公里,幾乎是這顆矮行星大小的一半。這使得卡戎成爲太陽系中相對於其行星最大的已知衛星!由於卡戎的大小,一些天文學家甚至將冥王星和卡戎稱爲雙矮行星或雙星系統。

就像我們的月亮一樣,卡戎被潮汐鎖定在它的同伴身上:卡戎圍繞冥王星公轉所需的時間與冥王星完成一個自轉所需的時間相同。出於這個原因,卡戎總是隻給冥王星顯示它固定的一面。

冥王星的其他四顆衛星都比卡戎小得多,而且形狀不規則。它們與太陽系中的許多其他自然衛星不同,沒被潮汐鎖定在它們所環繞的天體上。尼克斯、許德拉、科波若斯和斯提克斯混亂旋轉,而且速度驚人,都向冥王星展示它們不同的面。

冥王星任務

New Horizons
新視野號探測器首次飛越冥王星並拍攝其詳細圖像。

NASA的新視野號 依然是唯一飛過冥王星的航天器。它於2006年發射,並於2015年到達冥王星。新視野號於7月14日最接近冥王星時,距離冥王星不到12,500公里。該太空探測器捕獲這顆矮行星及其最大衛星卡戎的高分辨率圖像;還研究了它們的大氣層和表面。

掠過冥王星之後,新視野號繼續在太空中航行。2019年,這艘航天器接近一個接觸雙星天體天空星(Arrokoth),然後拍攝了其他幾個柯伊伯帶天體的圖像。目前,新視野號距離我們61天文單位——將近75億公里。這是迄今爲止離開地球這麼遠的第五艘宇宙飛船,另外四艘分別是先驅者10號、先驅者11號、航海者1號和航海者2號。

新視野號首次近距離展示了冥王星。但太空充滿了開創性的時刻——從最初的發現到首次航天器飛越和着陸。你能記住所有這些嗎?來參加我們的太空“第一”測驗吧!

Sputnik 1 above Earth
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冥王星相關的天文事件

冥王星並不容易觀測:即使通過望遠鏡,它看起來也只是一個非常暗淡、類似恆星的小點,很難與背景恆星區分開。不過,藉助天文應用Sky Tonight,你可以在夜空中導航,並定位像冥王星這樣難以捉摸的天體。點擊主界面下方的放大鏡圖標,在搜索欄中輸入這顆矮行星的名稱,然後點擊對應結果右側的藍色目標圖標。一個小提示:冥王星在衝日時最容易觀測,此時它最亮,並且在夜空中停留的時間最長。

How to see Pluto with Sky Tonight

2026年7月2日:月球接近冥王星

  • 接近時間:04:52 GMT(台北時間12:52)
  • 接近距離:1°58'
  • 合相時間:06:13 GMT(台北時間14:13)
  • 合相距離:2°06'

7月2日,接近滿月的月球將在天空中靠近矮行星冥王星(14.4等)。冥王星極其暗淡,需要在黑暗天空下使用中到大型望遠鏡才能觀測到。附近明亮的月球會讓它對於業餘天文學家來說幾乎不可見。你可以使用Sky Tonight等天文應用來定位這顆矮行星。

2026年7月27日:冥王星衝日

2026年7月27日06:48 GMT(台北時間14:48),冥王星將到達衝日,處於從地球觀測的最佳位置。這顆矮行星將在天空中位於太陽的正對面,也就是說,它會被太陽光完全照亮,並在天空中停留大半個夜晚。它的亮度爲14.4等,只能通過望遠鏡看到。

2026年7月29日:月球接近冥王星

  • 接近時間:09:47 GMT(台北時間17:47)
  • 接近距離:2°00'
  • 合相時間:11:08 GMT(台北時間19:08)
  • 合相距離:2°08'

7月29日,滿月將在天空中非常接近矮行星冥王星(14.4等)。冥王星極其暗淡,需要在黑暗天空下使用中到大型望遠鏡才能觀測到。附近明亮的月球會讓它對於業餘天文學家來說幾乎不可見。你可以使用Sky Tonight等天文應用來定位這顆矮行星。

2027年1月25日:冥王星合日

2027年1月25日07:55 GMT(台北時間15:55),冥王星將到達合日,在天空中位於靠近太陽的位置,視距離爲4°16'。在數週時間裏,它與太陽的距離過近,會使冥王星無法被看見。不過,隨着時間推移,它會逐漸重新出現在黎明前的天空中。當冥王星靠近太陽時,請避免觀測它:這可能導致永久失明。

2027年3月7日:冥王星接近金星

3月7日15:13 GMT(台北時間23:13),金星和矮行星冥王星將擁有相同的赤經,這意味着它們在天空中會顯得彼此接近。金星(-4.1等)將在距離冥王星(14.6等)4°53'處經過。這兩個天體都將位於摩羯座。

2178年3月23日:冥王星完成自發現以來的第一次公轉

2178年3月23日,冥王星將迎來一個歷史性的里程碑:它將完成自1930年被發現以來繞太陽運行的第一圈。(到那時它是否仍被稱爲矮行星,就是另一個話題了。)這隻比海王星(打個比方)滿2歲早幾年——因爲海王星也將完成繞太陽的第二圈公轉。

冥王星繞太陽運行一週大約需要248個地球年。它漫長的橢圓形軌道使它在最近時距離太陽約30 AU,最遠時約49.3 AU。平均來說,它距離太陽約39 AU。

從1979年到1999年,冥王星位於近日點附近(即距離太陽最近的位置)。在這段時間裏,它甚至有一段時間比海王星更靠近太陽——這個奇特細節至今仍讓許多人感到驚訝。

常見問題

###冥王星是什麼顏色? 冥王星的表面有多種顏色,包括白色、黃色甚至深紅色的部分。然而,在大多數的部分,冥王星是淺棕色的。

從冥王星看太陽是什麼樣子的?

由於冥王星距離很遠,太陽看起來就像冥王星天空中的一個亮點。儘管冥王星上的太陽看起來比地球上的太陽要暗約1000倍,但它仍然非常明亮——是地球上滿月的150到450倍!

你能從地球上看到冥王星嗎?

即使冥王星在最亮的時候,在地球上也無法用肉眼看到它。要觀測冥王星,你需要一個孔徑至少爲20釐米的望遠鏡

冥王星有環嗎?

儘管矮行星相對較小,但它們都有環——例如豪美亞(Haumea)周圍就有一個環。然而,天文學家還沒有在冥王星周圍發現到任何光環系統。

冥王星有多冷?

冥王星是太陽系中最冷的地方之一。這顆矮行星上的溫度範圍爲-226°C到-240°C。相比之下,地球表面(南極洲)所記錄的最低溫度“僅”-89.2°C。

冥王星仍是一顆行星嗎?

冥王星在2006年被重新歸類爲矮行星這一事實仍然引起科學界的爭論。例如,領導美國宇航局新視野任務的行星科學家艾倫·斯特恩(Alan Stern)博士認爲國際天文學聯合會做了一個倉促和錯誤的決定。根據斯特恩博士的說法,國際天文學聯合會建立的行星定義措辭不當,沒有科學意義。儘管如此,官方認爲冥王星仍然是一顆矮行星,與厄里斯、穀神星、豪美亞和馬克馬克並列。

冥王星概覽

冥王星是一顆位於海王星軌道之外的矮行星。由於其體積較小且距離太陽遙遠,冥王星的觀測難度較大,即使使用高倍望遠鏡,它也只是夜空中一個微弱的光點。儘管冥王星已不再是太陽系的第九大行星,但它獨特的特性和神祕之處仍然激發着人們對宇宙的無限好奇。如果你想探索冥王星及其他天體奇觀,歡迎下載天文應用Sky Tonight,它將幫助你提升觀星體驗,並提供關於夜空的實時信息!

探索太陽系行星

希望您喜歡探索冥王星的故事——一個擁有偉大遺產的小星球。對太陽系的主要行星感到好奇?查看我們關於“大”行星的文章:

  • 水星:最小、速度最快的行星;
  • 金星:地球的邪惡雙胞胎;
  • 火星:紅色星球;
  • 木星:最大的行星;
  • 土星:“指環王”(以及是衛星王!);
  • 天王星:最冷的行星;
  • 海王星:最遠的行星。
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