宇宙地球人類三篇 第310章 矮行星

矮行星（DwarfPlanet）是太陽係中介於行星和太陽係小天體（如小行星、彗星）之間的一類天體，符合國際天文學聯合會（IAU）2006年定義的部分行星標準。以下是關於矮行星的詳細分類及特點：

1.矮行星的定義（IAU標準）

圍繞太陽運行：是太陽的衛星。

具有足夠質量形成近球體：在自身引力下達到流體靜力平衡（接近圓形）。

未清除軌道附近其他天體：與行星不同，其軌道附近仍存在大量小天體。

不是衛星：不圍繞行星運行。

2.已確認的矮行星（5顆）

1.冥王星（Pluto）

發現時間：1930年（原為第九大行星，2006年降級）。

特征：

軌道週期248年，偏心軌道（近日點29.7AU，遠日點49.3AU）。

擁有5顆衛星（最大為卡戎，與冥王星形成雙星係統）。

表麵覆蓋氮冰、甲烷冰，存在冰山和平原（如“心形”湯博區）。

探測：2015年“新視野號”首次近距離拍攝。

2.鬩神星（Eris）

發現時間：2005年（直接導致冥王星降級）。

特征：

質量比冥王星大27%，目前太陽係最遠的已知矮行星（平均距離68AU）。

表麵反照率極高（96%），由甲烷冰覆蓋。

衛星“鬩衛一”（Dysnomia）。

3.穀神星（Ceres）

發現時間：1801年（最初歸類為小行星，2015年確認矮行星）。

特征：

位於小行星帶（火星與木星之間），直徑約940公裡。

可能擁有地下液態水海洋（探測器“黎明號”發現亮鹽沉積）。

4.鳥神星（Makemake）

發現時間：2005年。

特征：

表麵覆蓋甲烷和乙烷冰，無大氣層。

軌道週期約310年，衛星“MK2”於2016年發現。

5.妊神星（Haumea）

發現時間：2004年。

特征：

橢球體形狀（快速自轉，約3.9小時一週）。

擁有2顆衛星（Hi?iaka、Namaka）及一個冰環係統。

3.候選矮行星（部分名單）

賽德娜（Sedna）：極端橢圓軌道（近日點76AU，遠日點937AU）。

創神星（Quaoar）：直徑約1100公裡，擁有衛星和可能的環係統。

共工星（Gonggong）：表麵呈紅色，含甲烷冰，衛星“香爐”（Xiangliu）。

4.矮行星的分類（按軌道區域）

柯伊伯帶矮行星：冥王星、鬩神星、鳥神星、妊神星等（位於海王星軌道外側）。

小行星帶矮行星：僅穀神星。

離散盤天體：賽德娜等（軌道高度傾斜且偏心）。

5.科學意義

太陽係演化線索：保留原始冰質成分，反映行星形成初期的物質分佈。

宜居性研究：穀神星的地下海洋可能支援生命存在的化學環境。

動態邊界：挑戰傳統“行星”定義，推動天體分類學的完善。

6.爭議與未來

更多候選者：太陽係外圍可能隱藏數十顆未發現的矮行星（如奧爾特雲）。

探測任務：目前僅穀神星（黎明號）和冥王星（新視野號）被近距離探測。

矮行星的多樣性揭示了太陽係的複雜性，未來探測或將重新定義這類天體的地位。若你對某顆矮行星的細節或探測任務感興趣，可進一步探討！

如：

一、冥王星（Pluto）——太陽係最著名的矮行星

1.基本資訊

分類：矮行星（2006年IAU重新定義）

發現：1930年由克萊德·湯博（ClydeTombaugh）發現

軌道週期：約248地球年

自轉週期：約6.4地球日（與卡戎潮汐鎖定）

直徑：約2376公裡（比月球還小）

質量：僅為地球的0.2%

表麵溫度：233°C至223°C

2.軌道特征

軌道形狀：高度偏心橢圓（近日點29.7AU，遠日點49.3AU）

軌道傾角：17°（相對於黃道麵）

軌道共振：與海王星3:2共振（即冥王星繞太陽2圈時，海王星繞3圈）

3.物理特征

表麵：

覆蓋氮冰、甲烷冰和一氧化碳冰

標誌性“心形”結構——斯普特尼克平原（SputnikPlanitia）（一個巨大的冰原）

存在冰山、冰川和可能的冰火山（如萊特山，WrightMons）

大氣層：

稀薄，主要由氮氣（N?）、甲烷（CH?）和一氧化碳（CO）組成

會隨近日點和遠日點變化（靠近太陽時部分昇華，遠離時凍結）

4.衛星係統（5顆已知衛星）

1.卡戎（Charon）（最大衛星，直徑1212km）

與冥王星形成雙星係統（共同質心在冥王星外）

表麵有深穀和紅色極冠（可能由冥王星大氣逃逸物質沉積形成）

2.尼克斯（Nix）&許德拉（Hydra）（2005年發現）

3.科波若斯（Kerberos）&斯提克斯（Styx）（年發現）

5.探測曆史

2015年新視野號（NewHorizons）飛掠：

首次高清拍攝冥王星表麵，發現冰山、冰原和複雜地質活動

確認大氣層存在藍色霧霾（由太陽光分解甲烷形成）

發現冥王星可能仍有地下海洋（由冰層下的氨水混合物維持）

6.冥王星為何被降級？

2006年IAU行星定義：

行星必須滿足：

1.繞太陽運行

2.達到流體靜力平衡（近球形）

3.清除軌道附近其他天體（冥王星未滿足）

冥王星的軌道與柯伊伯帶天體（KBOs）重疊，因此被重新歸類為矮行星。

7.爭議與文化影響

科學爭議：部分天文學家仍認為冥王星應歸為行星

公眾反應：降級引發全球熱議，甚至美國新墨西哥州立法“冥王星在該州仍是行星”

流行文化：迪士尼寵物狗“布魯托”（Pluto）得名於它

8.未來探索

冥王星軌道器（提議中）：可能2030年後發射，長期環繞觀測

柯伊伯帶延伸任務：新視野號已飛掠小行星阿羅科斯（Arrokoth），未來可能探測更遠天體

總結

冥王星雖不再是行星，但仍是太陽係最神秘的冰封世界之一，其複雜的地質、稀薄的大氣及可能的地下海洋，使其成為天體生物學的重要研究對象。它或許比我們想象的更有活力！

二、鬩神星（Eris）——太陽係最神秘的矮行星

1.發現時間：2005年1月5日（由邁克·布朗團隊發現）

命名：希臘神話中的“不和女神”厄裡斯（Eris），象征其發現引發的行星定義爭議

分類：矮行星（2006年IAU正式確認）

2.軌道特征

極端橢圓軌道：近日點38AU，遠日點97AU（太陽係最遠矮行星之一）

高傾角：44°（冥王星僅17°），軌道幾乎垂直於黃道麵

所屬區域：離散盤（ScatteredDisc）——比柯伊伯帶更遙遠、更不穩定的冰天體帶

3.物理特性

（1）表麵與成分

反照率極高（96%）：因甲烷冰覆蓋，像一麵宇宙鏡子

紅色斑點：可能由太陽輻射分解甲烷形成的托林（有機化合物）

可能存在極地冰冠（類似冥王星）

（2）衛星：鬩衛一（Dysnomia）

直徑約700km，軌道週期約16天

名字來源於希臘神話中的“混亂女神”（呼應“厄裡斯”）

幫助科學家精確計算鬩神星質量

4.科學意義

（1）冥王星降級的直接原因

2005年發現時，初步測量顯示它比冥王星更大（後修正為略小但更重）

引發天文學界爭議：“如果冥王星是行星，鬩神星也必須是！”

最終促使IAU在2006年重新定義行星，將冥王星降級

（2）太陽係邊緣的“化石”

極度寒冷的儲存狀態，可能含有太陽係形成初期的原始物質

研究它有助於理解行星遷移理論（如“尼斯模型”）

5.未解之謎

是否有大氣層？目前未直接探測，但低溫下甲烷可能凍結成表麵冰層

內部結構？可能像冥王星一樣分異（岩石核心+冰幔）

是否曾有地質活動？需未來探測器確認

總結

鬩神星是太陽係最遙遠、最寒冷的已知矮行星，它的發現重塑了人類對行星的認知。儘管尚未被近距離探測，但它代表的離散盤天體仍是太陽係最神秘的前沿之一。

三、穀神星（Ceres）——小行星帶唯一的矮行星

發現時間：1801年1月1日（由朱塞佩·皮亞齊發現）

命名：羅馬神話中的農業和豐收女神

分類：

最初歸類為行星（年代）

後降級為小行星（19世紀）

2006年IAU認定為矮行星（唯一一顆位於小行星帶）

1.關鍵數據

特征數值對比（其他矮行星）

直徑940km太陽係最小矮行星

質量9.39×102?kg占小行星帶總質量的1\/3

自轉週期9.1小時較快自轉

軌道週期4.6年位於火星和木星之間

表麵溫度-106°C（平均）比冥王星溫暖

2.軌道與位置

位於小行星帶主帶（距離太陽2.8AU）

軌道較圓（偏心率為0.08），傾角10.6°

不受木星強烈擾動，軌道穩定

3.物理特征

（1）表麵與地質

明亮鹽沉積（亮點）：

Occator隕石坑（直徑92km）內有著名亮斑——“CerealiaFacula”

由碳酸鈉（Na?CO?）鹽組成，可能來自地下鹵水滲出

冰火山（Cryovolcano）：

阿胡納山（AhunaMons）高4km，可能由冰泥漿噴發形成

撞擊坑較少：表麵較“年輕”，暗示地質活動重塑

（2）內部結構

分層結構：

岩石核心（可能含金屬）

冰幔層（可能含液態鹵水）

多孔表層（含黏土、鹽類）

可能的地下海洋：

探測器“黎明號”發現區域性水蒸氣釋放

鹽沉積暗示近期（百萬年內）地質活動

（3）極稀薄大氣（外逸層）

主要成分：水蒸氣（來自冰昇華）

非常脆弱，僅在陽光直射區域短暫存在

4.探測曆史

（1）黎明號（Dawn）探測任務（）

人類首個環繞兩個地外天體的探測器（穀神星&灶神星）

重要發現：

確認Occator隕石坑的亮斑為鹽類沉積

發現阿胡納山等冰火山證據

探測到區域性水蒸氣釋放

（2）未來任務構想

采樣返回：研究其有機分子和鹵水成分

著陸器：直接探測Occator隕石坑的鹽沉積

5.科學意義

太陽係“海洋世界”之一：可能仍有地下液態水

生命宜居性研究：鹽水和有機分子的存在使其成為天體生物學目標

行星演化線索：代表介於岩石行星和冰天體的過渡類型

6.未解之謎

地下海洋是否仍存在？需更深入探測

鹽沉積的形成機製：是古代海洋殘留，還是近期地質活動？

是否有微生物生存的可能？

總結

穀神星雖小，卻可能是太陽係最“潮濕”的矮行星，其鹽沉積、冰火山和潛在的地下海洋，讓它成為小行星帶的寶藏世界。未來任務或將揭示它是否曾孕育過生命！