矮行星

矮行星

類冥天體
矮行星,或稱“侏儒行星”,體積介于行星和小行星之間,圍繞太陽運轉,質量足以克服固體應力以達到流體靜力平衡(近于圓球)形狀,沒有清空所在軌道上的其他天體,同時不是衛星。矮行星是一個新的分類。定義的标準尚不明确。矮行星質量和大小的上下限,在國際天文聯會會員大會的5A決議案中并沒有規範,沒有嚴謹的上限,即使一個比水星還大的天體,若未能将鄰近軌道的小天體清除掉,也許仍然會被歸類為矮行星。下限則是以能否達到流體靜力平衡的形狀概念來規範,但是對這類物體的大小和形狀尚未定義完成。2006年8月24日,冥王星被天文學家視為矮行星,不屬于九大行星。[1]
    中文名:矮行星 外文名:dwarf planet 别名:侏儒行星 分 類:類冥天體、類QB1天體等 體 積:一般介于行星和小行星之間 認定時間:2006年8月24日 學 科:天文學

術語簡介

在2006年8月24日在捷克首都布拉格舉行的第26屆國際天文學大會中确認了矮行星的稱謂與定義,決議文對矮行星的描述如下:

1、以軌道繞着太陽的天體;

2、有足夠的質量以自身的重力克服固體應力,使其達到流體靜力學平衡的形狀(幾乎是球形的);

3、未能清除在近似軌道上的其它小天體;

4、不是行星的衛星,或是其它非恒星的天體。

在行星的基本定義上,科學家們大緻上認同這樣的說法:直接圍繞恒星運行的天體,由于自身重力作用具有球狀外形,但是也不能大到足夠讓其内部發生核子融合。

矮行星是太陽系外圍較小的天體,或稱為小行星。在行星的基本定義上,科學家們大緻上認同這樣的說法:直接圍繞恒星運行的天體,由于自身重力作用具有球狀外形,但是也不能大到足夠讓其内部發生核子融合。

但是實際上,最終的定義會比這複雜得多,有的天文學家傾向于把太陽系外圍較小的天體稱作“矮行星”,而另外一些人則願意把它們叫做“小行星”,或者“柯伊伯帶行星”,還有一些人則根本不想用到行星這個詞。

相信矮行星的數目會很多,随着觀測的不斷進步,會越來越多。在布拉格舉行的國際天文學協會第26次會議上,國際天文學協會術語委員會已正式決定以後不再稱冥王星為“行星”,而是稱其為“矮行星”。

家族成員

冥王星

冥王星曾被認為是離太陽最遠的一顆大行星,它繞太陽運行一周曆時248年之久,平均速度每秒隻有3.0英裡,它距離太陽大約40天文單位,其表面溫度大概是-348攝氏度。關于冥王星的直徑大小問題尚未定論,盡管已經估計其最大值為3600英裡(有人也測定它并不比月亮大,即在2170英裡以下)。這一估計的依據是冥王星的細小視圓面在天空中運行時對恒星的掩食情況。大小是地球的6分之一與5分之一之間,質量隻有地球的2000分之一。

卡戎星

卡戎星是1978年華盛頓美國海軍天文台的天文學家詹姆士'克裏斯蒂發現的。直到現在,它仍被看成冥王星的一顆衛星。在冥王星赤道上空約1.9萬公裡的圓形軌道上運轉,其運行周期與冥王星自轉周期相等。近年來的觀測表明,“卡戎”其實與冥王星構成了雙行星系統,同步圍繞太陽旋轉。另外,“卡戎”的直徑超過1000公裡,質量約為190億億噸,大約是冥王星的一半,其密度與冥王星相似。有專家推測,遠古時冥王星與一顆龐大天體發生了碰撞,導緻一大塊碎片從中分離出來,最後形成了“卡戎”。

阋神星

相對于200多年前發現的谷神星和近30年前發現的卡戎,阋神星是一個完全陌生的新來者,她是在2003年被發現的。阋神星的公轉軌道是個很扁的橢圓,它公轉一周需要560年,離太陽最近的距離是38個天文單位,最遠時為97個天文單位。天文學家目前認為,阋神星的直徑約2300公裡至2500公裡,隻比冥王星略大。科學家說,阋神星的大氣可能由甲烷和氮組成,現在它離太陽太遠,大氣都結成了冰;當它運動到近日點時,表面溫度将有所升高,甲烷和氮會重新變成氣态。至于其内部結構,現在還隻能猜測,有可能是冰和岩石的混合物,與冥王星類似。阋神星有一顆衛星,科學家暫時稱之為加布裡埃爾(阋衛一),他是好戰公主齊娜的随從。這些非正式的名字最終都将被正式名稱取代。

谷神星

谷神星(1Ceres)是人們最早發現的第一顆小行星,由意大利人皮亞齊于1801年1月1日1801年1月1日發現。其平均直徑952,是小行星帶中最大最重的天體,後在2006年國際天文大會中又劃為第五大矮行星。谷神星4.6個地球年才繞太陽公轉一周。

鳥神星

鳥神星正式名稱為(136472)Makemake,是太陽系内已知的第三大矮行星,亦是經典柯伊伯帶天體中最大的兩顆之一。鳥神星的直徑大約是冥王星的四分之三。鳥神星沒有衛星,因此它是一顆孤獨的柯伊伯帶大天體。鳥神星的平均溫度極(約−243.2°C),這意味着它的表面覆蓋着甲烷與乙烷,并可能還存在固态氮。最初被稱為2005FY9的鳥神星(後來被編号為136472),是由邁克爾·E·布朗領導的團隊在2005年3月31日發現的;2005年7月29日,他們公布了該次發現。2008年6月11日,國際天文聯合會将鳥神星列入類冥天體的候選者名單内。類冥天體是海王星軌道外的矮行星的專屬分類,當時隻有冥王星和阋神星屬于這個分類。2008年7月,鳥神星正式被列為類冥天體。

妊神星

妊神星是柯伊伯帶的一顆矮行星,正式名稱為(136108)Haumea。妊神星是太陽系的第四大矮行星,它的質量是冥王星質量的三分之一。2004年,邁克爾·E·布朗領導的加州理工學院團隊在美國帕洛瑪山天文台發現了該天體;2005年,奧爾蒂斯(英語:José Luis Ortiz Moreno)領導的團隊在西班牙内華達山脈天文台亦發現了該天體,但後者的聲明遭到質疑。2008年9月17日,國際天文聯合會(IAU)将這顆天體定為矮行星,并以夏威夷生育之神哈烏美亞(英語:Haumea(mythology))為其命名。而在所有的已知矮行星中,妊神星具有獨特的極度形變。盡管人們尚未直接觀測到它的形狀,但由光變曲線計算的結果表明,妊神星呈橢球形,其長半軸是短半軸的兩倍。盡管如此,據推算其自身重力仍足以維持流體靜力平衡,因此符合矮行星的定義。天文學家認為,妊神星之所以具備形狀伸長、罕見的高速自轉、高密度和高反照率(因其結晶水冰的表面)這些特點,是超級碰撞的結果;這讓妊神星成為了碰撞家族中最大的成員,幾顆大型的海王星外天體以及妊神星的兩顆已知衛星亦是該家族的成員。

基本特征

矮行星它們的特點是外幔和表面由冰凍的水和氣體元素組成的一些低熔點的化合物組成,有的其中混雜着的一些由重元素化合物組成的岩石質的礦物質,厚度占星體半徑的比例相對較大,但所占星體相對質量卻不大,内部可能有一個岩石質占主要物質組成部分的核心,占星體質量的絕大部分,星體體積和總質量不大,平均密度較小,一些大行星的衛星也具有這種類似冰矮星的結構。

像木衛二、三、四,土衛一、六等,對于行星級的冰矮星來講,最大的是齊娜,直徑大約2400公裡,最小的卡戒,直徑約800公裡左右。像谷神星這樣的距太陽較近的行星,表面的冰物質主要是水,而冥王星和卡絨的表面冰物質主要是水和熔點更低的甲烷、氮、一氧化碳等物質。過去曾将這些矮行星算作小行星中的一類,直到2006年才将它們從一般小行星中分離出來,劃作單獨的一類,稱為矮行星,并把冥王星和冥衛一歸入其中。

矮行星的這種星體結構和它産生的地處太陽系外圍的低溫環境和自身的質量有關,一方面,太陽的溫度不足以将它們的由氣體元素組成的低熔點物質驅散,另一方面,它們自身原始質量較小,星體本身不能将氫氦等較輕的輕元素氣體束縛住。

但星體收縮産生的熱量也不能将較重一些的氣體元素組成的化合物如水和碳氫化合物等完全驅散,而會保留下一部分,同時它的足夠的引力又使它足可以形成分層的物質結構,使較輕的物質浮于較重的由重元素組成的岩石質物質的表面,并随着星體以後的冷卻,在表面上凝固下來,因此,會形成具有這種物質結構的星體。

界定标準

名稱

分類

直徑

伊克西翁

類冥天體

2005FY9(Easterbunny)

類QB1天體

1600-2000公裡(?)

Orcus

類冥天體

840-1880公裡

塞德娜

黃道離散天體

1180–1800公裡

2003EL61(Santa)

類QB1天體

約1500公裡

誇歐爾

類QB1天體

989-1346公裡(?)

2002TC302

黃道離散天體

≤1200公裡

伐樓拿

類QB1天體

~936公裡

2002UX25

類QB1天體

~910公裡

2002TX300

類QB1天體

在過去,卡戎(冥衛一)一直被視為冥王星的衛星,因為到如今都還沒有明确的規範來區分“雙星”(這裡指的是兩顆行星、矮行星或小行星)與附屬衛星。在第26屆國際天文聯會會員大會原來的決議草案(5)中,卡戎可能成為矮行星,原因是:

卡戎的大小與形狀滿足成為行星的條件。(在最後決議中,皆成為矮行星的必要條件)

卡戎與冥王星的質量比,使得兩者的質心位置落在兩者之間的空間中,而非在冥王星表面内的一點。

然而,這個定義在最後決議文本中并未被保留,在未來也不知是否會被加入。若相似的定義被采納,卡戎将成為矮行星的一員。

第二、第三和第四大的小行星(4号竈神星、2号智神星與10号健神星)也都可能成為矮行星,隻要它們能達到流體靜力平衡的形狀(橢球體)。但當前還沒有足夠佐證資料。

矮行星質量和大小的上下限,在國際天文聯會會員大會的5A決議案中并沒有規範,沒有嚴謹的上限,即使一個比水星還大的天體,若未能将鄰近軌道的小天體清除掉,也許仍然會被歸類為矮行星。

大小與質量

矮行星質量和大小的上下限,在國際天文聯會會員大會的5A決議案中并沒有規範,沒有嚴謹的上限,即使一個比水星還大的天體,若未能将鄰近軌道的小天體清除掉,也許仍然會被歸類為矮行星。下限則是以能否達到流體靜力平衡的形狀概念來規範,但是對這類物體的大小和形狀尚未定義完成。在國際天文聯會的5号決議案原先建議的是質量大于5×1020公斤,直徑超過800公裡,但是在最後決議的5A案中未予以保留,因此以觀測經驗為依據提供的建議是要根據對象的曆史變化和構成來作認定。根據部分天文學家的說法,新定義可能會使矮行星的數量增至超過45顆。

用行星指數界定矮行星

把行星指數28.18348

命名時間

2006年國際天文聯合會對太陽系的成員做了定義,将“矮行星”定為新的天體分類,當時列有3顆,分别為谷神星、冥王星及阋神星(2003UB313)。2008年分别又增列了鳥神星(2005FY9)及Haumea(2003EL61),目前計有5顆矮行(2008/12/11)。

谷神星神星是西元1801年義大利的天文學家Piazzi所發現的,過去一直都被列為小行星,且為小行星群中體積最大的1顆,本體直徑為960×932公裡,繞日公轉週期為4.60年,2006年的新行星定義之後改列為矮行星。

冥王星是西元1930年美國羅威爾天文台的天文學家C.W.Tombaugh所發現的,在過去一直被視為9大行星之一。它在行星中是最小的1顆,比我們月球還小,另其公轉軌道面相對于黃道的傾斜角17.1度遠比其他行星大,再加上公轉橢圓軌道偏心率為0.249,使得其近日點在海王星的軌道之内,因此數年以來冥王星算不算是行星的問題不斷被提出來讨論,2006年的新行星定義之後将其改列為矮行星。

阋神星(2003UB313)于2003年由美國Palomar天文台的天文學家Mike Brown等所發現的,本體直徑約為2400公裡比冥王星還大一些,因此發現後使得大家重新評估行星的定位問題。2006年的新行星定義之後将其列為矮行星之一,是目前體積最大的矮行星。

鳥神星(2005FY9)于2005年3月31日由美國Palomar天文台的天文學家Mike Brown的團隊所發現,被國際小行星中心編為第136472号小行星。2008年7月11日國際天文聯合會将其列為矮行星的第4顆。

(2003EL61)于2005年7月29日由西班牙Sierra Nevada天文台天文學家J. L. Ortiz及其研究團隊在分析2003年過往資料時所發現。2006年9月7日被國際小行星中心編号為136108号小行星。2008年9月17日國際天文聯合會将此小行星歸類為第5顆矮行星,并以“Haumea”命名之。

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