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在浩瀚的宇宙中,漂浮着许许多多的行星和恒星,曾经名列九大行星之一的冥王星就在其中。在我国,许多行星的名字都是从外文名音译或是意译而来的。这是因为在古代,人们只能观测到金、木、水、火、土这几颗行星的存在,便以五行命名。

如果能登陆冥王星,你会看到怎样的世界?那里的太阳有多大?

Tips:冥王星是柯伊伯带中的矮行星。冥王星是被发现的第一颗柯伊伯带天体,第一颗类冥天体,是太阳系内已知体积最大、质量第二大的矮行星。

冥王星的英文名写作Pluto,取自希腊神话中的冥王普鲁特,在我国则是直接将它意译了过来。这颗行星的名字和它本身一样充满着神秘感,自从冥王星被发现以来,就有无数天文爱好者和专家在对它进行观察研究。就和对其他类地行星的期待一样,人类曾经也希望冥王星是一颗宜居行星。勘测结果如何暂且不论,在冥王星上,人类看到了一个和地球完全不同的世界。

冥王星是一颗什么样的行星

在很久之前,天文学家曾经预言过宇宙中存在第九大行星,但是一直到了1930年,这颗行星才被人发现,那就是冥王星。当时,天文学家克莱德·汤博为了发现新的天体,每天都会拍摄同一天区的星空,通过比较这些照片来观察哪些天体在天空中发生了移动,最后他将目标锁定在了双子座天区。汤博每天晚上都守在望远镜前仔细观察,功夫不负有心人,他终于发现了一颗此前从未观测到过的行星。

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Tips:克莱德·威廉·汤博,1906年2月4日出生于伊利诺斯州,他发现冥王星后,被堪萨斯大学和北亚利桑那大学授予天文学学位。从1955年起,他在新墨西哥州立大学任教直到退休。

当时的科学家认为,这颗行星应该和地球十分相似。同年5月1日,这颗行星被正式命名为“冥王星”,并且被列入九大行星,成为了排在最末尾的那颗行星。不过,冥王星在九大行星中的位置坐得并不稳当,持续的时间只有70多年,它九大行星之一的名号也一直备受质疑。

早在1992年,科学家们就发现冥王星的附近存在着好几个和它差不多质量的天体。2006年,国际天文联合会经过慎重考虑,对行星的概念重新进行了定义:如果这个天体是行星,那么它必须要清除附近轨道上的其他天体。冥王星显然没有达到这个条件,于是,冥王星自此失去了成为第九大行星的资格,被降为矮行星。

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Tips:行星通常自身不发光,环绕着恒星运转的天体。一般来说行星需具有一定质量,行星的质量要足够的大且近似于圆球状,自身不能像恒星那样发生核聚变反应。

冥王星是太阳系柯伊伯带中的一个天体,整体的主要成分是岩石和冰,位于柯伊伯带的其他天体的组成也都有这个特点。如果用月球来比较的话可能比较直观,论体积,月球是冥王星的三倍,论质量,月球则是冥王星的六倍。不过比起月球灰白的地表,冥王星的颜色就要斑斓得多,光是地表就有三种颜色,分别是炭黑色、淡橙色和白色。

冥王星表面各个区域的亮度变化也很大。当我们从宇宙中观察冥王星时,能够看到它的表面有一块巨大心形的明亮区域,这又给冥王星添上了一抹浪漫色彩。冥王星的表面的成分主要是固态氮,占比超过了98%,剩下占比非常少的是一氧化碳,和含量极其微小的甲烷。这些物质在冥王星上的分布也不同,比如面向冥王星的卫星冥卫一的那一面甲烷含量更多,而背向冥卫一的那一面一氧化碳和氮的含量更多。

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Tips:甲烷是一种有机化合物,是最简单的有机物,也是含碳量最小(含氢量最大)的烃。甲烷在自然界的分布很广,是天然气,沼气,废气等的主要成分,俗称瓦斯。

科学家认为,冥王星的内部结构应该是分层的。这样的结构和地球有些类似,我们目前还无法得知地球内部的物质组成,但我们能够知道冥王星的地心是由岩石组成的,由冰构成的地幔在外面包裹着地心,在地心和地幔之间,还有可能存在着一层液态水。

水被我们称作生命之源,有水存在的星球就很有可能出现生命,这个推测让人们探索冥王星的热情高涨。随着对冥王星愈发深入的了解,人们对它所寄予的期待也越来越高。

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Tips:岩石是依据其成因可分成岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。岩浆岩又称火成岩,是由地壳下面的岩浆沿地壳薄弱地带上升侵入地壳或喷出地表后冷凝而成的。

人类探索冥王星的过程

在美国“新视野号”发射之前,人们对冥王星可以说是知之甚少,只能在遥远的地球上凭借天文设备对冥王星进行观测。一直到2015年,新视野号来到冥王星附近,通过上面搭载的照相机传回的影像,人类才第一次在更近的距离看到了冥王星的样子。

新视野号和冥王星靠得最近的时候,它们之间的距离只有12500公里。在这次飞越过程中,新视野号从不同的角度拍摄了冥王星的照片。从这些照片显示的景象来看,冥王星的远端存在一种独特的暗纹,天文学家据此推测,冥王星的地表之下存在着我们还没发现的地下海洋,这种暗纹就是行星撞击内部海洋的冰壳表面造成的波纹。而且,这片地下海洋的深度至少达到150公里。

Tips:地下海洋埋藏在地表以下的各种状态的水,统称为地下水。大气降水是地下水的主要来源。根据地下埋藏条件的不同,地下水可分为上层滞水、潜水和自流水三大类。

2020年,科学家宣布发现了冥王星初次分层时产生内部海洋的证据,那就是冥王星地表上存在的延展特征。对于冥王星的演化,天文学界存在热启动和冷启动两种假说。持热启动假说观点的科学认为,冥王星在形成之初很有可能并不像今天一样寒冷,而是一颗充满爆发力的高温星球。

如果是这样,那么在冥王星形成的时候过程会非常迅速,各种物质都会发生剧烈的反应,其中,岩石碰撞和放射元素衰变是产生巨大热量的两个主要因素。不过岩石碰撞产生的这些热量消退的速度比较快,这就会使外侧的冰壳层快速增长、进行延展。

如果能登陆冥王星,你会看到怎样的世界?那里的太阳有多大?Tips:温度高的物体把能量传递到温度低的物体上,所传递的能量叫做热量。通常指热能的多少,单位是焦耳,通常也用卡。

当热量主要来源变为放射元素衰变时,冰壳的增长就会暂停。此时的岩心同样受到加热,温度上升到足以在冰壳之下形成液态海洋的程度。等放射元素开始分解,冰壳又会重新开始延展。相反,如果是冷启动,冥王星的地表就会出现压缩特征。不过,通过分析冥王星表面的地质状况,科学家们只发现了延展特征存在的证据。

这项研究结果还带来一个令人振奋的消息,那就是与冥王星类似的柯伊伯带大型天体都有可能以这样的方式形成地下海洋。2019年6月,俄国科学家在分析冥王星表面的物质数据时,发现了一种特别的物质,那就是氨。这昭示着也许有某种动物在附近生活,因为氨这种物质经常出现在动物的排泄物中。再加上之前冥王星存在地下海洋的猜测,这一切都指向冥王星上很有可能存在生命。

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Tips:柯伊伯带的假说最先由美国天文学家弗雷德里克·伦纳德提出,十几年后杰拉德·柯伊伯证实了该观点,柯伊伯带类似于小行星带,但范围大得多,它比小行星带宽20倍且重20至200倍。

只是目前这些都只是猜测,因为我们发现的这些证据都不够直接,需要更加有力的证据来证明这个观点。

冥王星上的太阳有多大

目前,人类唯一登陆过的地外天体是月球。月球表面的重力很小,人类在月球上只需要稍微用力一跳,就能够跃起几层楼的高度。而在冥王星上的重力连月球重力的一半都不到,我们在月球上想要脱离地表还需要刻意使力,但在冥王星上,我们很有可能走着走着就飞离地面、漂浮在空中了。

当我们在冥王星上行走时,还要时刻小心“地震”的发生。因为冥王星在形成的过程中释放出了大量的放射性元素,这些元素都被保留在了岩石构成的地核里,它们衰变时释放出的热量就能够使地面板块发生运动,这和地震形成的原理十分相似。

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Tips:地震earthquake,又称地动、地振动,是地壳快速释放能量过程中造成的振动,期间会产生地震波的一种自然现象。

冥王星和太阳的距离十分遥远,太阳光带来的热量非常少,所以冥王星上相当寒冷,最低温度能够达到-223℃,目前我们在地球自然界的任何一个地方都无法感受到这种程度的极寒,即便是我们认为最冷的两极地区也达不到这样的低温。在这样的环境下,就连氮气和甲烷都变成了固体。如果不做好防护措施,人类进入这个环境用不了多久就会死亡。

既然冥王星离太阳这么远,那么在上面还能看到太阳吗?答案是肯定的。只不过在冥王星看到的景象和在地球上看到的完全不同,因为太阳的光线无法把整个冥王星照亮,很多地方都还是黑的。

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Tips:氮气的化学性质很不活泼,在高温高压及催化剂条件下才能和氢气反应生成氨气;在放电的情况下才能和氧气化合生成一氧化氮。

冥王星的大气密度比地球要小得多,这里的大气层非常稀薄,导致太阳光无法在这里发生散射,所以太阳光线几乎是直射到地面的,只能照亮某一块区域。除了被直射的部分之外,其他地方都是漆黑一片。当我们在冥王星上观察太阳时,会发现它比从地球上看要小得多。这是因为冥王星和太阳的距离太远,就算是最近距离也有日地距离的30倍。不过,即使距离十分遥远,我们也最好不要有直视太阳的想法。

因为太阳的亮度依然很强,直视太阳一样会让人觉得眼睛剧痛、泪流满面。除了太阳,在冥王星上空还能看到它最大的那颗卫星——冥卫一,又叫卡戎。这颗卫星的位置是固定不变的,想要看到它必须站在特定的位置上。当我们站在冥王星上抬头仰望夜空,就能看到几乎是满月6.7倍大小的卡戎。但是太阳光的反射强度非常弱,所以这颗卫星看起来要比月亮更黯淡。

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Tips:反射就是光在传播到不同物质时,在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。光遇到水面、玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射。

虽然我们能够想象到冥王星上的风景,但是以目前的科技水平来看,想要亲眼目睹应该是不可能的。首先,冥王星和地球的距离太过遥远。就算是以光速从太阳出发,也要花费5.5个小时。从地球到冥王星的距离更远,花费的时间还要更长。就算是航天技术发达的美国,他们发射的新视野号从地球飞到冥王星附近也花了九年。

其次,冥王星的大气大气层层稀薄,难以进行软着陆。在航空航天中,着陆分为硬着陆和软着陆两种方式。如果航天器进行硬着陆,在这个过程中没有减速,会直接以飞行速度冲撞目标行星,这属于毁坏性的着陆。但是我们想要对星球进行全面的勘测就必须让航天器软着陆,这样才能保证航天器在着陆之后能够进行正常工作。

 

Tips:大气层atmosphere,是因重力关系而围绕着地球的一层混合气体,是地球最外部的气体圈层,包围着海洋和陆地,大气层的厚度大约在1000千米以上,但没有明显的界限。

一般情况下,在这个过程中也需要考虑大气层对航天器的摩擦阻力。但是由于冥王星的大气层十分稀薄,无法起到很好的减速效果,这对于减速装置的要求就大大提升了。最后,冥王星上的严酷低温会对人的生命造成威胁。在地球上,我们是从来没有面临过这样的严寒天气的,在找到能够让人类在这种极端天气下生存的办法之前,登陆冥王星仍然是一件遥不可及的事情。

小结

我们如今已经揭开了冥王星神秘面纱的一角,也能够通过各种建模构想描绘出冥王星上的景象。越来越多的证据显示,冥王星上极有可能存在水源和生命,但是即便证明了这一点,人类也无法将冥王星作为移居的目标星球。因为人类想要从地球到达冥王星实在太过困难,冥王星上的恶劣环境也并不适合人类生存。如今,人类想要亲自登上冥王星是一件不可能的事情。

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Tips:水源是生命之源,物质,信息,能量传递的重要中介,是地球表面生物体生存的不可替代的资源。水源主要存在于海洋,河湖,冰川雪山等区域。它们通过大气运动等形式得到更新。

不过,人类科技发展到现在,已经做到了很多以前看似不可思议的事情。在许多年以前,人类也无法想象自己可以在空中飞翔,也无法想象我们的航天器能够飞出大气层进入宇宙。相信在未来的某一天,人类一定能够解决各种问题,把亲眼看到的卡戎变成现实。

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