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冥王星虽被降级,它的“星”身份仍藏着哪些太阳系冷知识

“双行星”的嫌疑犯:

  • 冥王星最大的卫星——卡戎,其大小和冥王星本身相比异常巨大(直径约为冥王星的一半)。它们的质量中心(质心)位于冥王星表面之外的空间中。
  • 这意味着冥王星和卡戎更像是围绕一个共同质心旋转的“双矮行星”系统,而不是典型的行星-卫星关系。这种独特的平衡关系在太阳系中非常罕见。

会“坍塌”的大气层:

  • 冥王星拥有一个非常稀薄但真实存在的大气层,主要由氮气组成,还有少量甲烷和一氧化碳。
  • 由于其轨道高度椭圆,当它远离太阳时(约占其248年公转周期的大部分时间),表面温度骤降,大气层中的气体(主要是氮气)会冻结成固体,像雪一样降落到地表,导致大气层几乎完全“坍塌”或冻结消失。当它靠近太阳时,冰会升华,大气层又重新出现。这种周期性的大气层“呼吸”现象非常独特。

巨大的“心形”冰川:

  • 2015年,NASA的新视野号探测器飞掠冥王星,传回了令人惊叹的照片。其中最著名的发现之一是斯普特尼克平原——一个巨大的、光滑的、形状类似心形的冰原。
  • 这片平原主要由固态的氮冰组成,可能还混合了少量的一氧化碳和甲烷冰。令人惊讶的是,这片氮冰平原似乎在非常缓慢地“流动”,类似于地球上的冰川,塑造着周围的地形。这表明冥王星的地质活动可能比预想的要活跃。

活跃的“冰火山”:

  • 新视野号的探测数据显示,冥王星表面存在一些巨大的、圆顶状的山丘,例如莱特山和皮卡德山。
  • 科学家们认为这些很可能是冰火山(又称低温火山)。它们喷发的不是熔融的岩石岩浆,而是由水冰、氮、氨或甲烷等挥发物混合形成的稠密泥状冰物质(称为“冰岩浆”)。这进一步证明了冥王星内部可能存在热量来源,驱动着地质活动。

流动的氮冰“冰川”:

  • 如前所述,斯普特尼克平原的氮冰并非静止不动。在冥王星微弱的引力和内部热量的作用下,这些氮冰会像冰川一样缓慢地流动,填充盆地,甚至可能推动前方的冰块形成山脊。这种在极寒环境下发生的“冰河运动”是太阳系中的奇观。

复杂的季节和超长“年”:

  • 冥王星绕太阳公转一周需要248个地球年。由于其轨道倾角较大(相对于黄道面约17度)且高度椭圆,它经历的季节变化极其漫长且复杂。
  • 这种漫长的轨道周期和季节变化是造成其大气层周期性冻结和升华的主要原因。

“红棕色”的由来:

  • 冥王星表面呈现出独特的红棕色。新视野号证实,这种颜色是由其表面的托林物质造成的。
  • 托林是一种复杂的有机大分子,由甲烷、氮气等简单分子在太阳紫外线辐射和宇宙射线的长期作用下发生化学反应形成。这种物质在太阳系外层冰冷天体(如土卫六、海卫一等)上很常见。

柯伊伯带的“门户”与“居民”:

  • 冥王星是已知最大的柯伊伯带天体之一。柯伊伯带是位于海王星轨道外侧的一个充满冰质天体(小行星、矮行星)的环状区域,被认为是短周期彗星的来源地。
  • 研究冥王星有助于我们了解这个遥远而庞大的太阳系“后院”的构成、历史和动力学特性。它是我们探索柯伊伯带的重要窗口。

总结来说:

冥王星的“降级”丝毫没有减少它的科学价值。相反,它揭示了太阳系边缘世界的复杂性和多样性。它拥有独特的大气层“呼吸”、活跃的地质活动(冰火山、流动冰川)、复杂的季节变化、奇特的“双星”系统,以及作为柯伊伯带关键成员的地位。这些冷知识都表明,即使不再是“行星”,冥王星依然是一个充满惊喜、值得我们不断探索的神秘世界。

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