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主题:【原创】我们的宇宙 -- 边寒剑

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家园 【原创】一、90年代认识的冥王星

1930年2月18日(罗伯特巴乔的生日),冥王星被CLYDE W.TOMBAUGH无意中发现了。现在的日子是2006年4月15日。七十多年过去了,我们对它的认识,唉,目前只能说前进了几厘米(连旅行者1号和旅行者2号都不拜访的黑暗世界,即使是最大的地基望远镜看上去,它也只是一个无特征的斑点)。

他算是大行星吗?轨道平面斜得一塌糊涂(和别的八大行星共有的平面差了30度);高度的偏心率(距离太阳从45亿公里到74亿公里)比月亮还小三分之一,更别说和木星四大卫星以及泰坦(土卫六)相比了。也许是那个时候的全世界大危机把人的脑子都给折腾糊涂了,给它安了一个第九大行星的称谓,不过边某从来就不喜欢它!

别看它不招人喜欢,有东西还就喜欢它——卡戎(冥卫一),一个给死神守卫冥河的艄公。原本对一颗孤零零的行星进行天体测量是很难精确的。通过笔尖发现海王星的历程促使人们一直对于海王星的扰动背后的黑手有着极大的期待(预计为地球质量的10倍),等阿冥出现了,如果它具有合理的行星密度,那么数值将只有原来的十分之一。等到上世纪六十年代科学家们改善了天王星轨道和海王星轨道的测定值,阿冥的估计质量又减少了十分之九。现在发现了一颗卫星,通过对它的周期的计算,得出——冥王星的估值又减少了十分之九。唉!阿冥,让我如何去爱你?

卡戎刚发现不久,天文学家们就了解到:冥王星的一年中(248个地球年),地球和冥王星之间的排列使卡戎的轨道有两次是从侧面看去的。在这两次期间,卡戎出现在冥王星的前面和后面的时间间隔为3.2日(卡戎轨道周期的一半)。这个被称为交食,更确切地说,卫凌行星(卡戎在前,类似地球上的日食)和掩食(卡戎在后,类似地球上的月食)。

这个有什么好处呢?多了去了,通过这几次互相掩食的测量,可以大大精确各个测量对象的数据。闲话少说,通过对卡戎阿冥相互掩食的测量发现,冥王星的光谱在0.9微米处的红外波段有一巨大的下落,这是由于冥王星表面的甲烷(CH4)霜吸收红外光引起的(冥王星的甲烷霜是夏威夷大学的DALE P CRUIKSHANK,DAVID D MORRISON和CARL B PILCHER于1976年首次发现的)。但卡戎的光谱却未显示出类似冥王星的特征。在人眼看来,卡戎是平淡地、不鲜明的灰色,冥王星则是微红的。

如此密切相关的两个天体为什么有着不同的表面呢?很可能卡戎的重力太弱以至于不能束缚住甲烷,甲烷离开卡戎后,下面的致密水冰层就显露出来了;冥王星呢,引力强一些,因此还是甲烷覆盖着!

通过这次交食测量,得到冥王星直径为2300公里,卡戎为1186公里(误差为1%)。总算卡戎争气,给冥王星挣回了一个第一——行星和其相环绕的卫星大小最接近的第一(当然,也可以说冥王星最糗,别人都比自己的卫星大很多,它才刚刚直径比它的卫星大一倍)。

其后几年,通过冥王星对恒星的掩食,显示出冥王星有着一个非常奇怪的大气。它分为两层,上层大气看来是很透明的,可是底层大气却是非常不透明的。冥王星的平均大气压小于地球的十万分之一,除了甲烷之外,它的大气力可能还含有氨、氮、一氧化碳和氧等较重的气体。

冥王星在1989年到达其近日点,当它从近日点后退时,它将越来越冷,或许在20年到40年时期内,大气中的甲烷就可能重新凝结在其表面上,成为新鲜的甲烷雪,覆盖住冥王星,直到下一次冥王星再次接近太阳是为止。

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