最郁闷的“行星”——冥王星之谜
自19世纪天文学家陆续发现天王星、海王星和冥王星以来,冥王星是太阳系九大行星之一的说法一直被人们当成常识来记忆。然而,2006年国际天文学联合会大会却投票决定将冥王星降级,列入“矮行星”行列。
冥王星发现于1930年,是九大行星中离太阳平均距离最远,质量最小的行星。科学家掌握的资料很有限,只知道它的质量约为月球的1/3,半径为1400千米,表面平均温度不超过一22l℃,其构成物质的平均密度约为2克/立方厘米。
无论是70多年前被定义为行星,还是如今因为行星含义发生变化而被贬为“矮行星”,冥王星从未也无法为自己辩护,只能默默接受这一切,堪称最郁闷的行星。
在远离太阳59亿千米的寒冷阴暗的太空中蹒跚前行,这情形和罗马神话中住在阴森森的地下宫殿里的冥王普鲁托非常相似。因此,人们称其为普鲁托,在天文学中是普鲁托英文名字前两个字母,又是对冥王星发现有推动之功的美国天文学家洛韦尔姓名的缩写。
1978年发现冥王星有一个卫星(卡戎)。这个卫星的表面看上去似乎与冥王星不同,它的表面覆盖着的冰似乎比固态的甲烷还多。由于它的轨道被冥王星的引力所固定,所以它们两个始终以同一半球相对。
冥王星的直径比月球还小,而卡戎的直径为1180千米,它与冥王星直径之比是2:1,是九大行星中行星与卫星之比最大的。冥王星的质量是地球质量的0.24%,它不仅比水星质量小,甚至比月球质量还小。它的密度为1.8~2.1克/立方厘米,反照率为50%~60%。
由于还没有宇宙飞船访问过冥王星,因此它至今还是一颗神秘的星球。因为冥王星与太阳的距离是如此遥远,致使它表面的温度几乎接近一240~C。在冥王星上,太阳看上去只是一颗明亮的星。
冥王星在发现之初曾被认为是一颗位于海王星轨道外的行星,但后来的事实证明并非完全如此。在1979年1月21日~1999年3月14日这段时间,冥王星就比海王星更靠近太阳。这是由于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。每隔一段时间,冥王星和海王星会彼此接近,在黄道投影图上两颗行星的轨道交叉。但不必担心它们会碰撞,因为它们的轨道平面并不重合,即使在交叉点附近,它们之间的距离仍然是很大的。它们会像运行于立体交叉公路上的车辆一样,各自飞驰而过。
哥白尼提出日心说时,土星是太阳系的边界,后来随着天王星、海王星和冥王星的发现,太阳系边界一次次外延。然而从理论上说,太阳系的范围应比八大行星的范围大干百倍,甚至上万倍。太阳系中是否还存在冥外行星?对此,天文学家做了十分浩繁和艰苦的工作。
到底有没有冥外行星?冥王星还有什么更多的秘密?目前还是待解之谜。
最具居住条件的行星——“581c”
地球是宇宙中人类唯一能栖居的星球吗?这个困惑推动着天文学家不断望向宇宙深处。
2007年4月,欧洲天文学家首次在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的行星,这颗行星温度同地球相似,大小也跟地球差不多,可能还有液态水。天文学家将此次发现称为是“搜寻宇宙生命的一个重要里程碑”。
科学家关于宜居星球的基本定义是:大小跟地球差不多,有类似地球的温度,有液态水。就太阳系来看,只有火星还算接近。
从理论上说,“581c”应该有大气层。不过大气层的成分还是个谜。研究人员估计,“581c”上温度适宜,平均温度为O℃一40~C。它是迄今发现的一颗最小行星,也是第一颗位于母星可居住地带的行星,因此增加了它表面存在液态水甚至生命的可能。
这颗新发现的行星被命名为“58lc”。它围绕着一颗叫Gliese581的红矮星运转。红矮星是一种低能量、体积较小的恒星。红矮星发射暗弱的红光,比太阳持续存在的时间长。Gliese581的质量是太阳的1/3,亮度只有太阳的1/50,“58lc”的质量大约是地球的5倍。发现“581c”的科学家还不肯定,它是像地球一样的岩石行星,还是表面存在液态水的“大冰球”。
到目前为止,天文学家发现的所有220颗太阳系外行星要么太热,要么太冷,要么体积太大、大气层太厚,都不具备与地球类似的宜居环境。而新发现的“581c”看起来似乎正合适。
Gliese58l红矮星还有另外两个行星,“581b”体积是地球的15倍,因温度太高而不适宜生命生存;“581d”体积是地球的8倍,因温度太低而不适宜生命生存。
除了温度适宜,“581c”上可能还充满液态水,但这仅仅是一种假设,科学家要拍摄到“581c”光谱图片需要再等20~30年。通过行星的光谱,科学家将能够发现行星上是否有水以及地外生命。
“581c”的发现第一次将太阳系之外的星球纳入了宜居星球考察范畴。
“581c”是由11名欧洲科学家组成的观测组利用欧洲南部天文台(ESO)在智利的腊希拉(L.aSilla)天文望远镜观测到的。为了找到这颗疑似宜居星球,科学家们一一排查了100多颗恒星及其周围的行星系统。
一些天文学家认为,此次发现肯定会引发对暗弱恒星周围的行星的关注。地球附近大约80%的恒星都是红矮星。就在几年前,天文学家还认为红矮星周围的行星系统不可能是生命的栖居地。而在这次研究中,90%的时间也都用在观测与太阳类似的星系上,没想到在一个暗弱的红矮星身边找到了突破口,或许将来还会发现成百个宜居星球,但“581c”在宇宙史上将占据第一的位置。
人类移居“581c”有几点需要考虑的:第一,“581c”环绕恒星公转一圈只要13天,在这里人的年龄增加得更快;第二,“581c”上的重力加速度是地球上的1.6倍,你会感觉自己的体重增加了60%;第三,“58lc”距离它的恒星Gliese58l的距离要比地球离太阳的距离近14倍,从“581c”上看,恒星在天空中的大小要比我们在地球上看到的月亮大20倍,而且会受到这颗红矮星的大量辐射;第四,“581c”很可能不会自转,这样它的一半一直是白天,另一半一直是黑夜。Gliese58l是距离地球最近的100颗恒星之一。不过以人类目前的运载手段来说,我们用一辈子也无法抵达那里。