矮行星(D)是太阳系中介于行星和太阳系小天体(如小行星、彗星)之间的一类天体,符合国际天文学联合会(IAU)2006年定义的部分行星标准。以下是关于矮行星的详细分类及特点:
1. 矮行星的定义(IAU标准)
围绕太阳运行:是太阳的卫星。
具有足够质量形成近球体:在自身引力下达到流体静力平衡(接近圆形)。
未清除轨道附近其他天体:与行星不同,其轨道附近仍存在大量小天体。
不是卫星:不围绕行星运行。
2. 已确认的矮行星(5颗)
1. 冥王星(Pto)
发现时间:1930年(原为第九大行星,2006年降级)。
特征:
轨道周期248年,偏心轨道(近日点29.7 AU,远日点49.3 AU)。
拥有5颗卫星(最大为卡戎,与冥王星形成双星系统)。
表面覆盖氮冰、甲烷冰,存在冰山和平原(如“心形”汤博区)。
探测:2015年“新视野号”首次近距离拍摄。
2. 阋神星(Eris)
发现时间:2005年(直接导致冥王星降级)。
特征:
质量比冥王星大27%,目前太阳系最远的已知矮行星(平均距离68 AU)。
表面反照率极高(96%),由甲烷冰覆盖。
卫星“阋卫一”(Dysnoia)。
3. 谷神星(Ceres)
发现时间:1801年(最初归类为小行星,2015年确认矮行星)。
特征:
位于小行星带(火星与木星之间),直径约940公里。
可能拥有地下液态水海洋(探测器“黎明号”发现亮盐沉积)。
4. 鸟神星(Makeake)
发现时间:2005年。
特征:
表面覆盖甲烷和乙烷冰,无大气层。
轨道周期约310年,卫星“MK2”于2016年发现。
5. 妊神星(Haua)
发现时间:2004年。
特征:
椭球体形状(快速自转,约3.9小时一周)。
拥有2颗卫星(Hi?iaka、Naaka)及一个冰环系统。
3. 候选矮行星(部分名单)
赛德娜(Sedna):极端椭圆轨道(近日点76 AU,远日点937 AU)。
创神星(Quaoar):直径约1100公里,拥有卫星和可能的环系统。
共工星(Gonggong):表面呈红色,含甲烷冰,卫星“香炉”(Xiangliu)。
4. 矮行星的分类(按轨道区域)
柯伊伯带矮行星:冥王星、阋神星、鸟神星、妊神星等(位于海王星轨道外侧)。
小行星带矮行星:仅谷神星。
离散盘天体:赛德娜等(轨道高度倾斜且偏心)。
5. 科学意义
太阳系演化线索:保留原始冰质成分,反映行星形成初期的物质分布。
宜居性研究:谷神星的地下海洋可能支持生命存在的化学环境。
动态边界:挑战传统“行星”定义,推动天体分类学的完善。
6. 争议与未来
更多候选者:太阳系外围可能隐藏数十颗未发现的矮行星(如奥尔特云)。
探测任务:目前仅谷神星(黎明号)和冥王星(新视野号)被近距离探测。
矮行星的多样性揭示了太阳系的复杂性,未来探测或将重新定义这类天体的地位。若你对某颗矮行星的细节或探测任务感兴趣,可进一步探讨!
如:
一、冥王星(Pto)——太阳系最着名的矮行星
1. 基本信息
分类:矮行星(2006年IAU重新定义)
发现:1930年由克莱德·汤博(Clyde Tobaugh)发现
轨道周期:约248地球年
自转周期:约6.4地球日(与卡戎潮汐锁定)
直径:约2376公里(比月球还小)
质量:仅为地球的0.2%
表面温度:233°C 至 223°C
2. 轨道特征
轨道形状:高度偏心椭圆(近日点29.7 AU,远日点49.3 AU)
轨道倾角:17°(相对于黄道面)
轨道共振:与海王星3:2共振(即冥王星绕太阳2圈时,海王星绕3圈)
3. 物理特征
表面:
覆盖氮冰、甲烷冰和一氧化碳冰
标志性“心形”结构——斯普特尼克平原(Sputnik Pnitia)(一个巨大的冰原)
存在冰山、冰川和可能的冰火山(如莱特山,Wright Mons)
大气层:
稀薄,主要由氮气(N?)、甲烷(CH?)和一氧化碳(CO)组成
会随近日点和远日点变化(靠近太阳时部分升华,远离时冻结)
4. 卫星系统(5颗已知卫星)
1. 卡戎(Charon)(最大卫星,直径1212 k)
与冥王星形成双星系统(共同质心在冥王星外)
表面有深谷和红色极冠(可能由冥王星大气逃逸物质沉积形成)
2. 尼克斯(Nix) & 许德拉(Hydra)(2005年发现)
3. 科波若斯(Kerberos) & 斯提克斯(Styx)(年发现)
5. 探测历史
2015年新视野号(New Horizons)飞掠:
首次高清拍摄冥王星表面,发现冰山、冰原和复杂地质活动
确认大气层存在蓝色雾霾(由太阳光分解甲烷形成)
发现冥王星可能仍有地下海洋(由冰层下的氨水混合物维持)
6. 冥王星为何被降级?
2006年IAU行星定义:
行星必须满足:
1. 绕太阳运行
2. 达到流体静力平衡(近球形)
3. 清除轨道附近其他天体(冥王星未满足)
冥王星的轨道与柯伊伯带天体(KBOs)重叠,因此被重新归类为矮行星。
7. 争议与文化影响
科学争议:部分天文学家仍认为冥王星应归为行星
公众反应:降级引发全球热议,甚至美国新墨西哥州立法“冥王星在该州仍是行星”