宇宙地球人类三篇 第310章 矮行星

矮行星（Dwarf Planet）是太阳系中介于行星和太阳系小天体（如小行星、彗星）之间的一类天体，符合国际天文学联合会（IAU）2006年定义的部分行星标准。以下是关于矮行星的详细分类及特点：

1. 矮行星的定义（IAU标准）

围绕太阳运行：是太阳的卫星。

具有足够质量形成近球体：在自身引力下达到流体静力平衡（接近圆形）。

未清除轨道附近其他天体：与行星不同，其轨道附近仍存在大量小天体。

不是卫星：不围绕行星运行。

2. 已确认的矮行星（5颗）

1. 冥王星（Pluto）

发现时间：1930年（原为第九大行星，2006年降级）。

特征：

轨道周期248年，偏心轨道（近日点29.7 AU，远日点49.3 AU）。

拥有5颗卫星（最大为卡戎，与冥王星形成双星系统）。

表面覆盖氮冰、甲烷冰，存在冰山和平原（如“心形”汤博区）。

探测：2015年“新视野号”首次近距离拍摄。

2. 阋神星（Eris）

发现时间：2005年（直接导致冥王星降级）。

特征：

质量比冥王星大27%，目前太阳系最远的已知矮行星（平均距离68 AU）。

表面反照率极高（96%），由甲烷冰覆盖。

卫星“阋卫一”（Dysnomia）。

3. 谷神星（Ceres）

发现时间：1801年（最初归类为小行星，2015年确认矮行星）。

特征：

位于小行星带（火星与木星之间），直径约940公里。

可能拥有地下液态水海洋（探测器“黎明号”发现亮盐沉积）。

4. 鸟神星（Makemake）

发现时间：2005年。

特征：

表面覆盖甲烷和乙烷冰，无大气层。

轨道周期约310年，卫星“MK2”于2016年发现。

5. 妊神星（Haumea）

发现时间：2004年。

特征：

椭球体形状（快速自转，约3.9小时一周）。

拥有2颗卫星（Hi?iaka、Namaka）及一个冰环系统。

3. 候选矮行星（部分名单）

赛德娜（Sedna）：极端椭圆轨道（近日点76 AU，远日点937 AU）。

创神星（Quaoar）：直径约1100公里，拥有卫星和可能的环系统。

共工星（Gonggong）：表面呈红色，含甲烷冰，卫星“香炉”（Xiangliu）。

4. 矮行星的分类（按轨道区域）

柯伊伯带矮行星：冥王星、阋神星、鸟神星、妊神星等（位于海王星轨道外侧）。

小行星带矮行星：仅谷神星。

离散盘天体：赛德娜等（轨道高度倾斜且偏心）。

5. 科学意义

太阳系演化线索：保留原始冰质成分，反映行星形成初期的物质分布。

宜居性研究：谷神星的地下海洋可能支持生命存在的化学环境。

动态边界：挑战传统“行星”定义，推动天体分类学的完善。

6. 争议与未来

更多候选者：太阳系外围可能隐藏数十颗未发现的矮行星（如奥尔特云）。

探测任务：目前仅谷神星（黎明号）和冥王星（新视野号）被近距离探测。

矮行星的多样性揭示了太阳系的复杂性，未来探测或将重新定义这类天体的地位。若你对某颗矮行星的细节或探测任务感兴趣，可进一步探讨！

如：

一、冥王星（Pluto）——太阳系最着名的矮行星

1. 基本信息

分类：矮行星（2006年IAU重新定义）

发现：1930年由克莱德·汤博（Clyde Tombaugh）发现

轨道周期：约248地球年

自转周期：约6.4地球日（与卡戎潮汐锁定）

直径：约2376公里（比月球还小）

质量：仅为地球的0.2%

表面温度：233°C 至 223°C

2. 轨道特征

轨道形状：高度偏心椭圆（近日点29.7 AU，远日点49.3 AU）

轨道倾角：17°（相对于黄道面）

轨道共振：与海王星3:2共振（即冥王星绕太阳2圈时，海王星绕3圈）

3. 物理特征

表面：

覆盖氮冰、甲烷冰和一氧化碳冰

标志性“心形”结构——斯普特尼克平原（Sputnik Planitia）（一个巨大的冰原）

存在冰山、冰川和可能的冰火山（如莱特山，Wright Mons）

大气层：

稀薄，主要由氮气（N?）、甲烷（CH?）和一氧化碳（CO）组成

会随近日点和远日点变化（靠近太阳时部分升华，远离时冻结）

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1. 卡戎（Charon）（最大卫星，直径1212 km）

与冥王星形成双星系统（共同质心在冥王星外）

表面有深谷和红色极冠（可能由冥王星大气逃逸物质沉积形成）

2. 尼克斯（Nix） & 许德拉（Hydra）（2005年发现）

3. 科波若斯（Kerberos） & 斯提克斯（Styx）（年发现）

5. 探测历史

2015年新视野号（New Horizons）飞掠：

首次高清拍摄冥王星表面，发现冰山、冰原和复杂地质活动

确认大气层存在蓝色雾霾（由太阳光分解甲烷形成）

发现冥王星可能仍有地下海洋（由冰层下的氨水混合物维持）

6. 冥王星为何被降级？

2006年IAU行星定义：

行星必须满足：

1. 绕太阳运行

2. 达到流体静力平衡（近球形）

3. 清除轨道附近其他天体（冥王星未满足）

冥王星的轨道与柯伊伯带天体（KBOs）重叠，因此被重新归类为矮行星。

7. 争议与文化影响

科学争议：部分天文学家仍认为冥王星应归为行星

公众反应：降级引发全球热议，甚至美国新墨西哥州立法“冥王星在该州仍是行星”

流行文化：迪士尼宠物狗“布鲁托”（Pluto）得名于它

8. 未来探索

冥王星轨道器（提议中）：可能2030年后发射，长期环绕观测

柯伊伯带延伸任务：新视野号已飞掠小行星阿罗科斯（Arrokoth），未来可能探测更远天体

总结

冥王星虽不再是行星，但仍是太阳系最神秘的冰封世界之一，其复杂的地质、稀薄的大气及可能的地下海洋，使其成为天体生物学的重要研究对象。它或许比我们想象的更有活力！

二、阋神星（Eris）——太阳系最神秘的矮行星

1.发现时间：2005年1月5日（由迈克·布朗团队发现）

命名：希腊神话中的“不和女神”厄里斯（Eris），象征其发现引发的行星定义争议

分类：矮行星（2006年IAU正式确认）

2. 轨道特征

极端椭圆轨道：近日点38 AU，远日点97 AU（太阳系最远矮行星之一）

高倾角：44°（冥王星仅17°），轨道几乎垂直于黄道面

所属区域：离散盘（Scattered Disc）——比柯伊伯带更遥远、更不稳定的冰天体带

3. 物理特性

（1）表面与成分

反照率极高（96%）：因甲烷冰覆盖，像一面宇宙镜子

红色斑点：可能由太阳辐射分解甲烷形成的托林（有机化合物）

可能存在极地冰冠（类似冥王星）

（2）卫星：阋卫一（Dysnomia）

直径约700 km，轨道周期约16天

名字来源于希腊神话中的“混乱女神”（呼应“厄里斯”）

帮助科学家精确计算阋神星质量

4. 科学意义

（1）冥王星降级的直接原因

2005年发现时，初步测量显示它比冥王星更大（后修正为略小但更重）

引发天文学界争议：“如果冥王星是行星，阋神星也必须是！”

最终促使IAU在2006年重新定义行星，将冥王星降级

（2）太阳系边缘的“化石”

极度寒冷的保存状态，可能含有太阳系形成初期的原始物质

研究它有助于理解行星迁移理论（如“尼斯模型”）

5. 未解之谜

是否有大气层？ 目前未直接探测，但低温下甲烷可能冻结成表面冰层

内部结构？ 可能像冥王星一样分异（岩石核心 冰幔）

是否曾有地质活动？ 需未来探测器确认

总结

阋神星是太阳系最遥远、最寒冷的已知矮行星，它的发现重塑了人类对行星的认知。尽管尚未被近距离探测，但它代表的离散盘天体仍是太阳系最神秘的前沿之一。

三、谷神星（Ceres）——小行星带唯一的矮行星

发现时间：1801年1月1日（由朱塞佩·皮亚齐发现）

命名：罗马神话中的农业和丰收女神

分类：

最初归类为行星（年代）

后降级为小行星（19世纪）

2006年IAU认定为矮行星（唯一一颗位于小行星带）

1. 关键数据

特征 数值 对比（其他矮行星）

直径 940 km 太阳系最小矮行星

质量 9.39×102?kg 占小行星带总质量的1/3

自转周期 9.1小时 较快自转

轨道周期 4.6年 位于火星和木星之间

表面温度 -106°C（平均） 比冥王星温暖

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位于小行星带主带（距离太阳2.8 AU）

轨道较圆（偏心率为0.08），倾角10.6°

不受木星强烈扰动，轨道稳定

3. 物理特征

（1）表面与地质

明亮盐沉积（亮点）：

Occator陨石坑（直径92 km）内有着名亮斑——“Cerealia Facula”

由碳酸钠（Na?CO?）盐组成，可能来自地下卤水渗出

冰火山（Cryovolcano）：

阿胡纳山（Ahuna Mons）高4 km，可能由冰泥浆喷发形成

撞击坑较少：表面较“年轻”，暗示地质活动重塑

（2）内部结构

分层结构：

岩石核心（可能含金属）

冰幔层（可能含液态卤水）

多孔表层（含黏土、盐类）

可能的地下海洋：

探测器“黎明号”发现局部水蒸气释放

盐沉积暗示近期（百万年内）地质活动

（3）极稀薄大气（外逸层）

主要成分：水蒸气（来自冰升华）

非常脆弱，仅在阳光直射区域短暂存在

4. 探测历史

（1）黎明号（Dawn）探测任务（）

人类首个环绕两个地外天体的探测器（谷神星 & 灶神星）

重要发现：

确认Occator陨石坑的亮斑为盐类沉积

发现阿胡纳山等冰火山证据

探测到局部水蒸气释放

（2）未来任务构想

采样返回：研究其有机分子和卤水成分

着陆器：直接探测Occator陨石坑的盐沉积

5. 科学意义

太阳系“海洋世界”之一：可能仍有地下液态水

生命宜居性研究：盐水和有机分子的存在使其成为天体生物学目标

行星演化线索：代表介于岩石行星和冰天体的过渡类型

6. 未解之谜

地下海洋是否仍存在？ 需更深入探测

盐沉积的形成机制：是古代海洋残留，还是近期地质活动？

是否有微生物生存的可能？

总结

谷神星虽小，却可能是太阳系最“潮湿”的矮行星，其盐沉积、冰火山和潜在的地下海洋，让它成为小行星带的宝藏世界。未来任务或将揭示它是否曾孕育过生命！

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