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第25章 安魂曲（第1页）

2006年8月24日，国际天文学联合会（IAU），世界上主要的专业天文学家组织，举行了一次决定性的投票。选票清点完毕后，冥王星（pluton）被开除了。从此以后，它将不再是一颗行星。

太阳系的八大行星：所有八颗行星都比太阳小得多。

23岁的业余天文学家克莱德·汤博（clydetombaugh）在1930年发现了冥王星。一名女学生认为这颗行星离太阳太远，一定很孤独，于是建议以冥界之神的名字为它命名。

在20世纪90年代，科学家们发现冥王星实际上只是柯伊伯带（Kuiperbelt）一大片冰状天体中的一颗。如果冥王星是一颗行星，那么所有柯伊伯带的其他物体也是行星吗？

这就是国际天文学联合会所面临的困境，所以他们对冥王星的投票实际上是对一个基本问题的决定：“什么是行星？”

经过深思熟虑，国际天文学联合会决定，一个物体要想成为行星，必须满足以下条件：

1）它必须直接围绕恒星运行，所以卫星，即围绕行星运行的自然物体，不是行星；

2）它必须是球形的，这意味着它足够大，内部的引力可以抚平表面的凹凸不平；

3）它必须清除了轨道上的其他物体，或者通过碰撞将它们合并，或者将它们作为卫星捕获。

天文学家现在把只通过前两次测试的天体称为矮行星（dwarfplanets）。然而，冥王星的降级并没有减弱它的神秘感，所以在2006年，美国宇航局发射了一个太空探测器“Newhorizons”来研究它。2015年7月，人类第一次收到了这颗矮行星的特写照片。

这是2015年Newhorizons太空探测器看到的冥王星的真彩色合成照片

2.太阳系的发现和结构

2.1探索时代的发现

我们可以把太阳系的探索分为两个阶段。早期阶段开始于伽利略使用小型望远镜发现木星的四个大卫星，并意识到我们的太阳系除了已知的行星之外还有其他天体。

如月球上的环形山、土星环、其他行星（天王星和海王星）以及更大的小行星。

第二个现代阶段的研究始于1957年苏联发射第一颗人造卫星Sputnik1（人造卫星，在大气层外绕地球运行）。

在十年内，美国和苏联发射了太空探测器，这些飞行器可以达到逃逸速度并访问其他天体。

太阳系的重要发现

研究人员已经受益于使用获得的信息越来越丰富的仪器。最近的研究使用了环绕地球运行的太空望远镜，飞越、环绕、撞击或降落在地外物体上的太空探测器，以及搭载宇航员到月球的宇宙飞船。

空间探测器：mariner2号在飞越金星时成为第一个到达另一个行星的航天器；工程师们正在准备Newhorizons太空探测器，该探测器于2015年飞越冥王星，目前正继续进入柯伊伯带：2006年发射Newhorizons太空探测器

2.2太阳系中物体的排列

在2016年，科学家们通过计算机模拟小型柯伊伯带星体的轨道，宣布一颗巨大的（海王星大小）尚未被发现的行星可能潜伏在柯伊伯带的遥远地带。天文学家现在可以根据天体的大小、组成和轨道特征识别出许多不同类型的天体。

太阳系中的天体

2.3太阳系中的天体是如何排列的？

太阳系中行星的轨道略呈椭圆形，它们显示出顺行（progrademotion），当从太阳北极上方观察时，它们会绕着太阳逆时针运动。几乎所有的轨道平面与地球轨道平面（黄道面）的距离都在3度以内。

侧视图显示水星的轨道明显偏离黄道面（7°）。水星的轨道比月球的更倾斜，月球的轨道距离黄道面略大于5°。当天文学家定义小行星和柯伊伯带天体的轨道时，他们意识到这些天体大多数也显示顺行，但有些遵循高度椭圆的路径，称为偏心轨道（Eccentricorbits）。

另外，虽然有些轨道面接近黄道面，但其他轨道则明显地向黄道面倾斜。

行星的排列及其轨道平面的方向：所有八颗行星轨道的斜向视图

行星轨道（上）和月球轨道（下）相对于黄道平面的方向

八大行星之间在许多方面的不同。当它们绕着太阳转的时候，所有的行星都是逆时针旋转的，除了金星，它是以逆行的方向旋转的，也就是说从太阳的北极向下看是顺时针的。

天文学家通过指定行星的倾斜度来描述其旋转轴的方向：垂直于行星轨道平面的轴线倾斜度为0°，平行于轨道平面的轴线倾斜度为90°。如果我们比较这两颗行星，我们可以看到它们显示了一系列倾斜。

倾角决定了行星是否有季节，因为地轴与行星绕太阳公转的方向相同。当行星的轴线倾斜时，照射在行星上某一位置的日照（入射太阳辐射的数量）会在一年之内发生变化。

每个行星的旋转轴相对于黄道面倾斜不同。天王星的轴线几乎平行于黄道面，而金星的轴线几乎是颠倒的

不同的行星完成一次完整的自转需要不同的时间。地球绕地轴自转需要一天（24小时）。相比之下，金星的自转速度比较慢，需要243个地球日。

木星、土星、天王星和海王星在17小时内旋转一周。不同的行星绕太阳公转的时间也不同。开普勒第三定律指出，行星离太阳越远，绕太阳公转的时间就越长。例如，水星只需要88个地球日，而海王星需要165个地球年。

当我们考虑行星的大小和密度时，我们可以看到行星分为两类。靠近太阳的内行星（水星、金星、地球和火星）相对较小（地球大小或更小），平均密度相对较高（大于玄武岩的密度）。高密度表明行星的质量主要由岩石或金属组成。由于内行星与地球相似，它们被统称为类地行星（terrestrialplanets）。

外行星，即那些离太阳更远的行星（木星、土星、天王星和海王星）都比地球大得多。此外，它们的平均密度都要低得多，这表明它们主要由气体或冰组成。在这里，冰不仅指冻结的水，也指其他化合物的固体（如冻结的二氧化碳或氨）。

由于它们与木星相似，外行星传统上被称为类木行星（Jovianplanets）。最后，除了水星和金星，所有的行星都有卫星，但没有两颗行星的卫星数量相同。木星具有环，即沿木星赤道运行的由细小物体组成的细带。

除了行星之外，太阳系还包含许多其他天体。所有都显示顺行，但有些轨道偏心率很大，可能相对于黄道面（Eclipticplane）倾斜。尽管它们数量众多，但太阳系中除太阳以外的所有天体加起来只占太阳系质量的很小一部分（0.15%），99.85%的质量在太阳内部。