如果能登陸冥王星, 你會看到怎樣的世界? 那裡的太陽有多大?

在浩瀚的宇宙中,漂浮著許許多多的

行星

和恆星,曾經名列九大行星之一的

冥王星

就在其中。在我國,許多行星的名字都是從外文名音譯或是意譯而來的。這是因為在古代,人們只能觀測到金、木、水、火、土這幾顆行星的存在,便以五行命名。

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Tips:冥王星是柯伊伯帶中的矮行星。冥王星是被發現的第一顆柯伊伯帶天體,第一顆類冥天體,是太陽系內已知體積最大、質量第二大的矮行星。

冥王星的英文名寫作Pluto,取自希臘神話中的冥王普魯特,在我國則是直接將它意譯了過來。這顆行星的名字和它本身一樣充滿著神秘感,自從冥王星被發現以來,就有無數天文愛好者和專家在對它進行觀察研究。就和對其他類地行星的期待一樣,人類曾經也希望冥王星是一顆宜居行星。勘測結果如何暫且不論,在冥王星上,人類看到了一個和地球完全不同的世界。

冥王星是一顆什麼樣的行星

在很久之前,天文學家曾經預言過宇宙中存在第九大行星,但是一直到了1930年,這顆行星才被人發現,那就是冥王星。當時,天文學家克萊德·湯博為了發現新的天體,每天都會拍攝同一天區的星空,透過比較這些照片來觀察哪些天體在天空中發生了移動,最後他將目標鎖定在了雙子座天區。湯博每天晚上都守在望遠鏡前仔細觀察,功夫不負有心人,他終於發現了一顆此前從未觀測到過的行星。

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Tips:克萊德·威廉·湯博,1906年2月4日出生於伊利諾斯州,他發現冥王星後,被堪薩斯大學和北亞利桑那大學授予天文學學位。從1955年起,他在新墨西哥州立大學任教直到退休。

當時的科學家認為,這顆行星應該和地球十分相似。同年5月1日,這顆行星被正式命名為“冥王星”,並且被列入九大行星,成為了排在最末尾的那顆行星。不過,冥王星在九大行星中的位置坐得並不穩當,持續的時間只有70多年,它九大行星之一的名號也一直備受質疑。

早在1992年,科學家們就發現冥王星的附近存在著好幾個和它差不多質量的天體。2006年,國際天文聯合會經過慎重考慮,對行星的概念重新進行了定義:如果這個天體是行星,那麼它必須要清除附近軌道上的其他天體。冥王星顯然沒有達到這個條件,於是,冥王星自此失去了成為第九大行星的資格,被降為矮行星。

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Tips:行星通常自身不發光,環繞著恆星運轉的天體。一般來說行星需具有一定質量,行星的質量要足夠的大且近似於圓球狀,自身不能像恆星那樣發生核聚變反應。

冥王星是太陽系柯伊伯帶中的一個天體,整體的主要成分是岩石和冰,位於柯伊伯帶的其他天體的組成也都有這個特點。如果用

月球

來比較的話可能比較直觀,論體積,月球是冥王星的三倍,論質量,月球則是冥王星的六倍。不過比起月球灰白的地表,冥王星的顏色就要斑斕得多,光是地表就有三種顏色,分別是炭黑色、淡橙色和白色。

冥王星表面各個區域的亮度變化也很大。當我們從宇宙中觀察冥王星時,能夠看到它的表面有一塊巨大心形的明亮區域,這又給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態氮,佔比超過了98%,剩下佔比非常少的是一氧化碳,和含量極其微小的甲烷。這些物質在冥王星上的分佈也不同,比如面向冥王星的衛星冥衛一的那一面甲烷含量更多,而背向冥衛一的那一面一氧化碳和氮的含量更多。

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Tips:甲烷是一種有機化合物,是最簡單的有機物,也是含碳量最小(含氫量最大)的烴。甲烷在自然界的分佈很廣,是天然氣,沼氣,廢氣等的主要成分,俗稱瓦斯。

科學家認為,冥王星的內部結構應該是分層的。這樣的結構和地球有些類似,我們目前還無法得知地球內部的物質組成,但我們能夠知道冥王星的地心是由岩石組成的,由冰構成的地幔在外面包裹著地心,在地心和地幔之間,還有可能存在著一層液態水。

水被我們稱作生命之源,有水存在的星球就很有可能出現生命,這個推測讓人們探索冥王星的熱情高漲。隨著對冥王星愈發深入的瞭解,人們對它所寄予的期待也越來越高。

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Tips:岩石是依據其成因可分成岩漿岩、沉積岩和變質岩三大類。岩漿岩又稱火成岩,是由地殼下面的岩漿沿地殼薄弱地帶上升侵入地殼或噴出地表後冷凝而成的。

人類探索冥王星的過程

在美國“新視野號”發射之前,人們對冥王星可以說是知之甚少,只能在遙遠的地球上憑藉天文裝置對冥王星進行觀測。一直到2015年,新視野號來到冥王星附近,透過上面搭載的照相機傳回的影像,人類才第一次在更近的距離看到了冥王星的樣子。

新視野號和冥王星靠得最近的時候,它們之間的距離只有12500公里。在這次飛越過程中,新視野號從不同的角度拍攝了冥王星的照片。從這些照片顯示的景象來看,冥王星的遠端存在一種獨特的暗紋,天文學家據此推測,冥王星的地表之下存在著我們還沒發現的地下海洋,這種暗紋就是行星撞擊內部海洋的冰殼表面造成的波紋。而且,這片地下海洋的深度至少達到150公里。

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Tips:地下海洋埋藏在地表以下的各種狀態的水,統稱為地下水。大氣降水是地下水的主要來源。根據地下埋藏條件的不同,地下水可分為上層滯水、潛水和自流水三大類。

2020年,科學家宣佈發現了冥王星初次分層時產生內部海洋的證據,那就是冥王星地表上存在的延展特徵。對於冥王星的演化,天文學界存在熱啟動和冷啟動兩種假說。持熱啟動假說觀點的科學認為,冥王星在形成之初很有可能並不像今天一樣寒冷,而是一顆充滿爆發力的高溫星球。

如果是這樣,那麼在冥王星形成的時候過程會非常迅速,各種物質都會發生劇烈的反應,其中,岩石碰撞和放射元素衰變是產生巨大熱量的兩個主要因素。不過岩石碰撞產生的這些熱量消退的速度比較快,這就會使外側的冰殼層快速增長、進行延展。

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Tips:溫度高的物體把能量傳遞到溫度低的物體上,所傳遞的能量叫做熱量。通常指熱能的多少,單位是焦耳,通常也用卡。

當熱量主要來源變為放射元素衰變時,冰殼的增長就會暫停。此時的岩心同樣受到加熱,溫度上升到足以在冰殼之下形成液態海洋的程度。等放射元素開始分解,冰殼又會重新開始延展。相反,如果是冷啟動,冥王星的地表就會出現壓縮特徵。不過,透過分析冥王星表面的地質狀況,科學家們只發現了延展特徵存在的證據。

這項研究結果還帶來一個令人振奮的訊息,那就是與冥王星類似的柯伊伯帶大型天體都有可能以這樣的方式形成地下海洋。2019年6月,俄國科學家在分析冥王星表面的物質資料時,發現了一種特別的物質,那就是氨。這昭示著也許有某種動物在附近生活,因為氨這種物質經常出現在動物的排洩物中。再加上之前冥王星存在地下海洋的猜測,這一切都指向冥王星上很有可能存在生命。

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Tips:柯伊伯帶的假說最先由美國天文學家弗雷德裡克·倫納德提出,十幾年後傑拉德·柯伊伯證實了該觀點,柯伊伯帶類似於小行星帶,但範圍大得多,它比小行星頻寬20倍且重20至200倍。

只是目前這些都只是猜測,因為我們發現的這些證據都不夠直接,需要更加有力的證據來證明這個觀點。

冥王星上的太陽有多大

目前,人類唯一登陸過的地外天體是月球。月球表面的重力很小,人類在月球上只需要稍微用力一跳,就能夠躍起幾層樓的高度。而在冥王星上的重力連月球重力的一半都不到,我們在月球上想要脫離地表還需要刻意使力,但在冥王星上,我們很有可能走著走著就飛離地面、漂浮在空中了。

當我們在冥王星上行走時,還要時刻小心“地震”的發生。因為冥王星在形成的過程中釋放出了大量的放射性元素,這些元素都被保留在了岩石構成的地核裡,它們衰變時釋放出的熱量就能夠使地面板塊發生運動,這和地震形成的原理十分相似。

Tips:地震earthquake,又稱地動、地振動,是地殼快速釋放能量過程中造成的振動,期間會產生地震波的一種自然現象。

冥王星和太陽的距離十分遙遠,太陽光帶來的熱量非常少,所以冥王星上相當寒冷,最低溫度能夠達到-223℃,目前我們在地球自然界的任何一個地方都無法感受到這種程度的極寒,即便是我們認為最冷的兩極地區也達不到這樣的低溫。在這樣的環境下,就連氮氣和甲烷都變成了固體。如果不做好防護措施,人類進入這個環境用不了多久就會死亡。

既然冥王星離太陽這麼遠,那麼在上面還能看到太陽嗎?答案是肯定的。只不過在冥王星看到的景象和在地球上看到的完全不同,因為太陽的光線無法把整個冥王星照亮,很多地方都還是黑的。

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Tips:氮氣的化學性質很不活潑,在高溫高壓及催化劑條件下才能和氫氣反應生成氨氣;在放電的情況下才能和氧氣化合生成一氧化氮。

冥王星的大氣密度比地球要小得多,這裡的大氣層非常稀薄,導致太陽光無法在這裡發生散射,所以太陽光線幾乎是直射到地面的,只能照亮某一塊區域。除了被直射的部分之外,其他地方都是漆黑一片。當我們在冥王星上觀察太陽時,會發現它比從地球上看要小得多。這是因為冥王星和太陽的距離太遠,就算是最近距離也有日地距離的30倍。不過,即使距離十分遙遠,我們也最好不要有直視太陽的想法。

因為太陽的亮度依然很強,直視太陽一樣會讓人覺得眼睛劇痛、淚流滿面。除了太陽,在冥王星上空還能看到它最大的那顆衛星——冥衛一,又叫卡戎。這顆衛星的位置是固定不變的,想要看到它必須站在特定的位置上。當我們站在冥王星上抬頭仰望夜空,就能看到幾乎是滿月6。7倍大小的卡戎。但是太陽光的反射強度非常弱,所以這顆衛星看起來要比月亮更黯淡。

Tips:反射就是光在傳播到不同物質時,在分介面上改變傳播方向又返回原來物質中的現象。光遇到水面、玻璃以及其他許多物體的表面都會發生反射。

雖然我們能夠想象到冥王星上的風景,但是以目前的科技水平來看,想要親眼目睹應該是不可能的。首先,冥王星和地球的距離太過遙遠。就算是以光速從太陽出發,也要花費5。5個小時。從地球到冥王星的距離更遠,花費的時間還要更長。就算是航天技術發達的美國,他們發射的新視野號從地球飛到冥王星附近也花了九年。

其次,冥王星的大氣大氣層層稀薄,難以進行軟著陸。在航空航天中,著陸分為硬著陸和軟著陸兩種方式。如果航天器進行硬著陸,在這個過程中沒有減速,會直接以飛行速度衝撞目標行星,這屬於毀壞性的著陸。但是我們想要對星球進行全面的勘測就必須讓航天器軟著陸,這樣才能保證航天器在著陸之後能夠進行正常工作。

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Tips:大氣層atmosphere,是因重力關係而圍繞著地球的一層混合氣體,是地球最外部的氣體圈層,包圍著海洋和陸地,大氣層的厚度大約在1000千米以上,但沒有明顯的界限。

一般情況下,在這個過程中也需要考慮大氣層對航天器的摩擦阻力。但是由於冥王星的大氣層十分稀薄,無法起到很好的減速效果,這對於減速裝置的要求就大大提升了。最後,冥王星上的嚴酷低溫會對人的生命造成威脅。在地球上,我們是從來沒有面臨過這樣的嚴寒天氣的,在找到能夠讓人類在這種極端天氣下生存的辦法之前,登陸冥王星仍然是一件遙不可及的事情。

小結

我們如今已經揭開了冥王星神秘面紗的一角,也能夠透過各種建模構想描繪出冥王星上的景象。越來越多的證據顯示,冥王星上極有可能存在水源和生命,但是即便證明了這一點,人類也無法將冥王星作為移居的目標星球。因為人類想要從地球到達冥王星實在太過困難,冥王星上的惡劣環境也並不適合人類生存。如今,人類想要親自登上冥王星是一件不可能的事情。

Tips:水源是生命之源,物質,資訊,能量傳遞的重要中介,是地球表面生物體生存的不可替代的資源。水源主要存在於海洋,河湖,冰川雪山等區域。它們透過大氣運動等形式得到更新。

不過,人類科技發展到現在,已經做到了很多以前看似不可思議的事情。在許多年以前,人類也無法想象自己可以在空中飛翔,也無法想象我們的航天器能夠飛出大氣層進入宇宙。相信在未來的某一天,人類一定能夠解決各種問題,把親眼看到的卡戎變成現實。

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