课程报告：被遗弃的孤儿——冥王星.docVIP

课 程 报 告 被遗弃的孤儿冥王星学生姓名：谢瑶学 号：12362128所在院系：中山医学院临床医学（五年制）专业班级：临床7班指导教师：邓幼俊日 期：二一三年四月 1 摘 要冥王星是天文发展史上最具争议的天体之一。从1930年它被发现至今已80余年，人们由最初的震惊到对它的行星地位的深信不疑，由深信不疑到怀疑，又由怀疑到最后将它逐出行星之列。这无一不反应了人类对科学知识的渴求、探索与更新。本文对冥王星的发现、命名、卫星和物理特征等进行了介绍，并对它被逐出行星之列而归为矮行星一事做出了相关解释。同时，也对科学家们目前正对它进行的研究做了简单介绍。 关键词：冥王星 行星 矮行星 目 录摘要 21 绪论 42 冥王星 52.1 发现 5 2.2 命名5 2.3 公转时间62.4 其他物理特征6 2.4.1 体积6 2.4.2 表面温度7 2.4.3 参数表格72.5 卫星系统83 冥王星不再是行星83.1 行星的定义8 3.1.1 传统定义8 3.1.2 新定义83.2 冥王星降级93.3 开除“星籍”的原因93.4 太阳系八大行星104 近期对冥王星的探索10结论 11参考文献 121 绪论从古至今，人类对宇宙的探索从未停止。从“地心说”到“日心说”，从恒星到行星，从太阳系到银河系，我们不断地发现、更新现有的宇宙知识，认识并命名新的天体。然而在天体发现史上最具争议的一颗星体，非冥王星莫属了。冥王星，正式名称134340号小行星，是太阳系中已发现的第十大围绕太阳公转的天体。它于1930年1月由克莱德汤博根据美国天文学家洛韦尔的计算发现，并以罗马神话中的冥王普路托（Pluto）命名，中文意译为冥王星。起初，它被认为是太阳系中的一颗行星，但是在2006年8月24日于布拉格举行的第26届国际天文联合会中通过第五号决议，将冥王星划为矮行星（dwarf planet）。而在2008年6月，国际天文联会再将冥王星做为子分类类冥天体（Plutoid）的原型。 2 冥王星2.1发现1894年，美国亚利桑那州的天文学家帕西瓦尔罗威尔建造了以其名字命名的罗威尔天文台。他试图在那处搜寻一颗可能存在的新行星，一颗摄动海王星公转的天体，称之为“行星X”。罗威尔计算出了那颗行星的所在位置，然而在他有生之年却未能找到这颗行星。 1916年罗威尔去世后，天文学家克莱德汤博继续在罗威尔天文台进行搜寻，把在同一天空、不同时间拍摄的照片底片，在背后灯光的照射下轮流先后显示，就会看到所有的恒星都没有变动，只有被拍摄到的行星会有位置变化，这样就能发现行星和小行星。 多次对冥王星的搜索未能成功，原因是它比人们预计的要暗弱得多。在1919年，天文学家休姆逊曾以摄影方法纪录到冥王星，但其中一张照片中的冥王星像在污点上，在另一张相片中冥王星则靠在明亮的恒星附近，结果没有被发现。 1930年1月18日与23日，汤博在双子座拍摄两张照片，在这两张照片上发现一个移动的小点，从而发现冥王星。他在同年2月18日公开这项发现。2.2命名所在希腊神话中，冥王星(希腊文：哈得斯Hades)是地底世界(冥界)之神。哈得斯是宙斯的哥哥，在战胜父亲克洛斯后，负责掌管下界冥土，成为冥王。他的罗马名字是普路同(Pluto)，九大行星中最小最外的冥王星。他是地狱和死人的统治者，审判死人给予惩罚。他的妻子是珀耳塞福涅(Persephone)，在巡视大地时抢回来的妻子。哈得斯同时是掌管财富的神，掌管地下埋藏的黄金宝石。由于冥王星在远离太阳59亿千米的寒冷阴暗的太空中蹒跚前行。因此，人们称其为普鲁托（Pluto），在天文学中是普鲁托英文名字前两个字母PL，又是对冥王星发现有推动之功的美国天文学家洛韦尔（Percival Lowell）姓名的缩写。在该星体被发现之后，日本人野尻抱影于1930年以意译建议命名“冥王星”，东亚多个使用汉字的国家大抵也以冥王星来命名。日本于1930年、东京天文台当初使用“”（“Pluto”的音译），至1943年采纳汉字名称“冥王星”。中国于1933年采用“冥王星”，越南则使用“阎王星”（Dim Vuong Tinh, 汉喃：Sao Dim Vuong）作汉字名。使用国语字来书写汉越词产生了一些有关词汇的来源混淆问题，因为汉语及汉越语同时存在大量的异义同音字。例如“明”与“冥”均书写成为“minh”，所以“minh”这一字既可解作“明亮”，亦可解作“阴暗”两个相反的意思。可能正因为这个原因，冥王星的越南语写法并非如其他同属汉字文化圈的国家一样作“Minh Vuong Tinh”（冥王星），而是基于佛教和印度教的神“阎王”而改称“Dim Vuong Tinh”（阎王星）。2.3 公转时间 冥王星距离太阳的平均距离约为59亿公里，是地球与太阳平均距离的40倍。而且，它环绕太阳运行的速度只有地球的六分之一，因而要花上248个地球年才能围绕行太阳一圈。冥王星于1989年9月5日通过近日点（下次为2237年9月16日）、并将于2114年2月19日过远日点（上次为1866年6月6日）。 冥王星的轨道是一个非常扁的椭圆，在远日点约有74亿公里；近日点也有44亿公里。另外，轨道偏心率较大，使冥王星有时比海王星离太阳还要略近一些（例如在1989年1999年2月9日），但冥王星不会因轨道与海王星相交而与之碰撞，因为冥王星的轨道和海王星轨道相比是倾斜的，冥王星近日点时的位置在海王星轨道“上方”，距离海王星轨道3.78亿公里以上。2.4 物理特征和参数 2.4.1 体积 1988年6月9日，冥王星刚好运行到一颗恒星的前面，根据恒星被遮掩的时间，天文学家们测定冥王星直径约2344公里，比月球还要小，其质量也只有月球的五分之一。所以冥王星是个小小的世界。2.4.2 表面温度 冥王星的表面温度为43K，低于其卫星卡戎的表面温度。科学家认为冥王星表面存在“反温室效应”是造成这种现象的原因。一种理论模型认为，阳光将冥王星表面的氮冰加热成为气体，从而没有加热到冥王星的表面。 冥王星离太阳极其遥远，因而在冥王星上看到的太阳，也只是一颗普通的恒星而已。即使是最靠近太阳的时候，它所获得的太阳光也只有地球的九百分之一，所以冥王星十分寒冷（从-212到-234）。2.4.3 参数表格轨道参数半长轴5.91352109 km 物理特性赤道直径2344 千米 偏心率0.24901 表面积1700万平方千米 公转周期248年197天5.5小时 质量1.2901022千克 会合周期366.74天 平均密度1.1 g/cm3 平均轨道速度4.7490 km/s 表面重力加速度0.6 米/秒2 轨道倾角17.1449 自转周期6天9小时17.6分 卫星数量110.28683 转轴倾角119.61 近日点4,436,824,613 千米 星体反照率0.30 远日点7,375,927,931 千米 逃逸速度1.22 km/s 大气参数 气压0 - 0.01 kPa 表面温度 最低33K 氮90% 一般44K 甲烷10% 最高55K2.5 卫星系统 冥王星现有五颗已知的天然卫星。 冥卫一名为Charon（卡戎），于1978年被发现。有天文学家认为，它与冥王星形成了一个双行星系统：它们的质心在冥王星表面以外。 2005年5月哈勃太空望远镜发现S/2005 P1及S/2005 P2两颗冥王星的新卫星，并于翌年6月底的国际天文学合会会议上命名为Nix（尼克斯）与Hydra（许德拉）。2011年7月哈勃望远镜发现了第四颗卫星，临时命名为P4(S/2011 (134340) 1)，为冥王星最小的卫星，直径大约在13公里到34公里之间。 2012年7月再发现第五颗卫星S/2012 P 1，又称P5。3冥王星不再是行星31 行星的定义3.1.1传统定义 行星通常指自身不发光，环绕着恒星的天体。其公转方向常与所绕恒星的自转方向相同。一般来说行星需具有一定质量，行星的质量要足够的大（相对于月球）且近似于圆球状，自身不能像恒星那样发生核聚变反应。3.1.2新定义 如何定义行星这一概念在天文学上一直是个备受争议的问题。国际天文学联合会大会2006年8月24日通过了“行星”的新定义，这一定义包括以下三点： 1、必须是围绕恒星运转的天体； 2、质量必须足够大，来克服固体应力以达到流体静力平衡的形状（近于球体）； 3、必须清除轨道附近区域，公转轨道范围内不能有比它更大的天体。32 冥王星降级 冥王星由于尺度小（比其他八大行星小得多）、轨道扁长，许多人对它能不能算一颗真正的行星表示质疑： 其它的一些天体，例如小行星2060（喀戎）的轨道与冥王星十分相似。 太阳系中行星所拥有的卫星中，有7个比冥王星更大，包括月球。 在海王星外有一沿轨道运行的天体带柯伊伯带。许多天文学家认为，冥星就是这一轨道带上最大的天体之一，并相信海王星是最后一颗“真正的”行星。 冥王星因为拥有卫星冥卫一（卡戎），曾经因此被定义为行星。但天文学家其后相继发现小行星243（爱达）等部份小行星同样皆有卫星，所以拥有卫星被认为不再是判定行星的标准。 1998年曾有建议把冥王星剔除太阳系行星之列，但当年国际天文联合会（IAU）否决。 2006年8月24日下午，在第26届国际天文联合会通过决议，由天文学家以投票正式将冥王星划为矮行星，自行星之列中除名。 2006年9月7日，国际小行星中心把已知或即将成为矮行星的天体赋与编号，冥王星现编号为小行星134340号。2008年，国际天文联合会再次将冥王星划为类冥天体的原型，为矮行星项下的子分类。33 开除“星籍”的原因 首先行星的标准是围绕太阳运转，有足够大的质量，要能够依靠自身的重力作用而使天体呈圆球状，并且能够清除其轨道附近其他物体的天体，不受轨道上相邻天体的干扰。而冥王星在公转区域中不具备支配性的作用，此外冥王星的质量和体积也不符合条件，被驱逐出九大行星之列。 冥王星一直在滥竽充数，当初之所以被列入九大行星，是因为人们错误地估计了它的大小，觉得它比地球还要大，实际上它的质量只有地球的0.0026倍，网友惊呼它的质量也太小了吧，滥竽充数了这么多年。 此次冥王星被降为矮行星，那什么事矮行星，它的标准又是什么？矮行星的定义是与行星同样具有足够质量，呈圆球状，但不能清除其轨道附近其他物体的天体，同时不是一颗卫星的天体即矮行星，冥王星是一颗“矮行星”。 此外冥王星还有着与其它星系不同的公转轨道，其它的八大行星的轨道平面都与地球轨道平面基本一致，冥王星的轨道平面却与地球轨道平面呈很大夹角。冥王星的轨道是一个有很大偏心率的椭圆形，所以人们认为冥王星可能离太阳或其它行星越来越远。34 太阳系八大行星 现今，太阳系有八大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星和海王星。 4近期对冥王星的探索美国国家航空暨太空总署在2006年1月17日发射无人探测船“新地平线号”，预计2015年到达冥王星进行观测，对冥王星及柯伊伯带进行探索任务。2010年2月5日消息，美国航天局4日公布了哈勃太空望远镜2002年到2003年间拍摄的部分冥王星图像。天文学家对这批图像进行分析后认为，冥王星正逐渐变红。美国航天局专家说，这组照片显示冥王星的颜色比以往更加红润，这有可能是冥王星上受日光照射一极的冰融化而在另一极重新冻结造成的。2010年2月5日，据美国国家地理网站报道，由美国宇航局“哈勃”太空望远镜所拍摄的一批冥王星照片近日被公开。美国西南研究院科学家根据对照片进行研究发现，冥王星表面正随着季节的变化发生着急速的变化。2009年3月，美国伊利诺斯州议会曾经专门就重新恢复冥王星行星资格的议案进行表决，以表示对伊利诺斯人、冥王星的发现者克莱德-汤博的纪念。结 论冥王星可谓是未知数最多的“行星”，虽然发现至今只有60多年，再加上又小又远，是目前大行星中面目最为模糊的一颗。20世纪70年代和80年代是太阳系航天探测的黄金时代，九大行星中已有8颗被行星际探测器近探过，只有冥王星是航天器未涉足的死角。在各种天文书刊中给出的行星参数表上，冥王星这一栏留下的空白最多，即使被列出数据，有不少也被打上问号，表示不准确。除了一大串未知数外，人们对冥王星的身份也有怀疑。冥王星的直径、质量是行星中最小的，密度为每立方厘米1.82.1克，反照率为50%60%，这同外行星的几颗大卫星很相似。冥卫星究竟是