冥王星

[外文]：Pluto

太阳系九大行星中同太阳的平均距离最远的、也是小的一颗行星。在天文学中用符号 圸表示。冥王星有一个卫星（见冥王星卫星）。

1846年发现海王星后，许多人猜测它的轨道外面可能还会有行星。不少人仿效勒威耶和J.C.亚当斯的方法，想从天王星和海王星的轨道摄动去推算海王星外的未知行星，其中洛韦尔和W.H.皮克林详细算出这个未知行星的位置，经过许多年寻找，直到1930年初才被汤博发现。天文界对这一发现有很大争议。除了冥王星实际轨道与预测的有差距外，亮度也比预测的暗得多，看不出视圆面，它的质量太小，对天王星和海王星的轨道不会引起足够大的摄动。因此有人认为，这一发现不能看作是计算的功劳，而是偶然的巧合。

冥王星轨道的偏心率、轨道面对黄道面的倾角都比其他行星大。冥王星在近日点(距太阳29.8天文单位）附近时，比海王星离太阳还近，这时海王星成了离太阳最远的行星。冥王星绕太阳的公转周期约为248年，从发现至今只走了1/5圈。冥王星、海王星和天王星的公转周期存在近通约性，在大约500年中，冥王星公转2圈，海王星公转3圈，天王星公转6圈。每隔一定时间它们就会彼此接近。虽然在黄道投影图上冥王星轨道与海王星轨道交叉，但由于这两个轨道平面并不相合，所以即使在交叉点附近它们之间的距离还是很大的。冥王星发现后不久，就发觉它的亮度有些变化，但限于当时的技术水平，不能进行准确的测量。到了五十年代，用光电方法测出它的亮度有 6天多的周期性变化。1971～1973年又做了更准确的测量，得出亮度变幅为0.22个星等，变化周期为6天9小时17分。这种亮度变化可用它表面反射太阳光不均匀和自转来解释。根据冥王星卫星的资料估算出冥王星自转轴与公转轴交角大于60°，因而是侧向自转，与天王星相似。

过去根据冥王星对天王星和海王星轨道的摄动来推算冥王星质量，结果很不准确。1971年以前所定的质量值是0.8地球质量，1971年重定为0.11地球质量，直到1978年发现冥王星卫星后，才准确定出冥王星的质量值为0.0024地球质量（1.43×1025克），这不仅比水星质量小，甚至比月球质量还小，但仍比小行星的质量大。

冥王星的视角径太小，其线直径至今仍未定准。最早定出直径为6，400公里，1950年柯伊伯重定为5，000～6，000公里， 后来从它掩恒星的观测定出直径不会大于5，800公里，根据亮度和距离估计出直径下限为2，000公里。目前公认值是2，400～2，900公里，常采用2，700公里。

根据冥王星的质量和直径可以算出平均密度。采用1971年以前数据算出密度超过35克/厘米3，比其他行星的密度大十多倍，这显然是难以接受的。用1971年的质量值得出的密度仍大于5.8克/厘米3，因而有人把冥王星划归近太阳的类地行星一类，但这与它远离太阳的位置很不相称。用1978年较新质量值算出的密度约为1.5克/厘米3，这与天王星、海王星的密度相近，因此，可把这三颗行星归成一类──远日行星，它们应当有相似的化学组成和性质。

冥王星离太阳太远，接受的太阳辐射少，估计其日照表面的温度为50K左右，背面为20K左右。在如此低温下，绝大部分物质已凝结为固态或液态，只有氢、氦、氖还可能是气态。因此，冥王星如果有大气的话，也是极稀薄的、透明的。冥王星光谱的特征与太阳相同，略红，并有甲烷的特征谱线，表明冥王星表面可能有一层甲烷冰。

由于冥王星轨道偏心率和倾角都大，自转周期长，而且近日距又小于海王星轨道半长径，里特顿于1936年首先提出:冥王星原来是海王星的卫星，和海卫一同时绕海王星顺向转动，一度与海卫一靠近，相互引力作用使海卫一变为逆行卫星；而冥王星则获得额外速度，离开海王星，成为第九颗行星。根据当时推算的冥王星质量大于海卫一，这种看法似乎合理，因而长期为许多人所赞成。但是，较新测定的冥王星质量还不及海卫一的质量，它不可能使海卫一运动方向改变很大，所以，里特顿的看法便不能成立。我国天文学家戴文赛提出下述新看法：冥王星不是原来的海王星卫星，而是由海王星轨道内的大星子形成的，由于该区域一较大星子与它对心碰撞，使它的轨道偏心率和倾角变大；之后，冥王星又一次被另一星子掠碰表面，碰撞力矩使它变为侧向自转，而碰出物质抛到几万公里远，再集聚形成冥王星的卫星，也许形成的卫星不止一个。

参考文章

冥王星是怎么发现的？天文天体