【天文 13】冥王星 为何 被 除名 ？认识 太阳系 的 八 大行星
妈咪 说 知识 就是 力量 大家 好 我 是 妈咪 叔
上期 咱们 介绍 了 天王星 、 海王星 以及 小行星 的 发现
今天 咱们 来 做 个 补充
然后 再 来 重新认识 一下 我们 的 太阳系
海王星 被 预言 并且 被 发现 之后
人们 认为 的 太阳系 大小 就是 半径 30 个 天文单位
八 大行星 围绕 着 太阳 旋转
除了 八 大行星 还有 一些 小行星
主要 集中 在 火星 和 木星 轨道 之间
现在 已经 编号 的 十几万 颗 小行星
有 98.5% 都 是 在 这个 区域 发现 的
因此 这个 区域 也 叫做 主 小行星 带
不过 等到 19 世纪 末期 的 时候
随着 人们 对 海王星 的 观测 越来越 多
天文学家 发现 如果 只有 一个 海王星 的话
是 不足以 把 天王星 的 轨道 影响 成 这样 的
所以 又 有 一部分 人 推测
可能 还 存在 其他 天体 在 摄动 天王星 轨道
于是 有 一些 天文台 就 开始 寻找 了
这 其中 有 一个 天文台 来自 美国
叫做 罗 威尔 天文台
这个 地方 是 当年 大概 是 1894 年
美国 的 一位 商人 建立 的
这 老哥 就 叫做 罗 威尔
家里 很 有钱
但是 对 天文学 很感兴趣
于是 就 自己 掏腰包 建立 了 一座 天文台 私人 天文台
1906 年罗 威尔 天文台 启动 了 一项 计划
寻找 第九 颗 行星
当时 临时 命名 为 X 行星
X 就 代表 未知 的
这个 命名 方法 在 西方 很 流行 是 吧
X射线 也 是 这么 来 的 神秘 的 射线
但是 可惜 的 是 一直 到 1916 年罗 威尔 本人 去世
X 行星 也 没能 被 发现
后来 罗 威尔 天文台 雇佣 了 一位 天文学家
一个 很 朴实 的 小伙子 叫做 克莱德 · 汤博
这 小哥 在 1930 年 终于 发现 了 一颗 新 行星
就是 冥王星
这里 其实 存在 一个 争议
就是 很多 人 说 当年 罗 威尔 就 预言 了 冥王星 的 位置
所以 冥王星 也 是 先 被 预言 然后 被 发现 的
不过 这个 说法 现在 普遍 不是 很 接受
罗 威尔 预言 的 位置 确实 差不太多
但是 一般 认为 就是 巧合
具体 发现 的 时候 好像 也 没 参考 罗 威尔 的 数据
还有 一个 就是 我们 现在 仍然 认为 是 8 大行星
而 不是 9 大行星
冥王星 在 2006 年 根据 国际 天文 联合会 对于 行星 的 定义
正式 从 行星 当中 被 除名 了
划分 为 矮 行星 行列
我们 小 的 时候 还是 9 大行星 呢
那 为啥 冥王星 被 除名 了 呢 ？
下面 咱们 来说 关于 行星 的 分类
其实 咱们 之前 说 过
自古以来 人们 认为 什么 是 行星 呢 ？
说 相对 于 大部分 星星 位置 会 发生变化 的 星星
就 叫做 行星 行走 的 星
后来 日心说 出来 之后
人们 又 认为 围绕 着 太阳 旋转 的 天体 就是 行星
但是 随着 天文学 的 发展
围绕 着 太阳 旋转 的 天体 发现 的 越来越 多
算上 小行星 啥 的 好 几十万颗 都 不止
那 我们 也 不能 都 叫做 行星 啊
于是 人们 才 意识 到 要 给 行星 一个 严格 的 定义 了
这件 事儿 就是 在 2006 才 开始 做 的
2006 年 国际 天文 联合会 对于 行星 的 定义 是
行星 必须 满足 这么 几个 要求
第一 轨道 必须 环绕着 太阳
当然 咱们 现在 说 的 就是 太阳系 内行星 的 定义
第二 要 有 足够 的 质量 能以 自身 重力 克服 刚 体力
并 因此 呈现 流体静力 平衡 的 形状
也 就是 接近 于 圆球 体
这句 话 什么 意思 呢
你 通俗 理解 就是 它 得 是 个 差不多 的 球体
不能 向 内 坍缩 也 不能 向外 膨胀
如果 一个 天体 质量 足够 大
那么 由于 自身 的 万有引力
就 会 产生 一个 向 内压 的 趋势
内部 就 会 有 压强
那 是 什么 力来 支撑 这个 压力 呢 ？
微观 层面 就是 原子 或者 分子 间 的 电磁力
在 宏观 上 就 叫做 刚 体力
因为 体现 出 刚性
另外 在 引力 作用 下会 使 天体 产生 塑性形变
表现 出来 就是 将 表面 抚平
这个 效应 质量 越大越 明显
一般 质量 太小 的 天体 形状 就 不规则
质量 再大 一点 就 可能 是 椭球 型
质量 越大 内部 压力 升高
外形 就 会 越来越 圆
最终 达到 流体静力 平衡
理论 上 如果 是 流体 或者 气体 天体 它会 很 圆
但是 由于 自转 和 一些 潮汐 力 的 影响
一般 都 不是 正 球体 而是 椭球 体
这是 第二个 要求
简单 理解 就是 质量 足够 大 的 近 圆球 体
第三 要 将 临近 轨道 上 的 天体 清除
这 什么 意思 呢 ？
就是 这 条 冥王星 不 满足
人们 发现 冥王星 之后 又 在 它 附近 发现 了 很多 小 天体
现在 这个 地方 叫做 柯伊伯 带
柯伊伯 带 就是 海王星 轨道 外侧 的 一个 环形 区域
类似 于 小行星 带
距离 太阳 就是 30 个 天文单位 之外
大概 40-50 个 AU
这里 边有 很多 小 天体
其中 就 包括 冥王星
这个 柯伊伯 带 就是 太阳系 当年 形成 之后 的 遗迹
其实 柯伊伯 带 最早 是 个 假说
是 美国 天文学家 伦纳德 提出 来 的 一个 假说
说 海王星 之外 很 有 可能 存在 一个 装有 很多 小 天体 的 区域
后来 是 天文学家 杰拉德 · 柯伊伯 证实 了 这个 观点
所以 现在 叫做 柯伊伯 带
那 根据 第三条 行星 的 定义
行星 质量 必须 足够 大
把 附近 一些 小 天体 都 吸引 到 自己 身上
这 叫做 清除 临近 轨道 天体
冥王星 由于 太小 了
不足以 吸引 周围 的 小 天体
所以 被 除名 了
冥王星 实际上 很小
直径 大概 是 2000 公里 多一点
体积 是 月球 三分之一
质量 是 月球 的 六分之一
成分 主要 是 一些 岩石 和 冰块
所以 在 2006 年 被 重新 划分 为 矮 行星
还有 咱们 上期 提到 的 谷神星 也 是 矮 行星
第四点 不能 发生 核聚变
这 条 有点 针对 于 木星 、 土星 了
一会儿 咱们 再 细说
第五 点 不能 是 行星 的 卫星
满足 以上 五条 才能 叫做 行星
原来 叫 大行星
那 什么 是 矮 行星 呢 ？
第一点 和 行星 一样
在 轨道 上 环绕着 太阳
第二点 也 和 行星 定义 一样
有 足够 质量 克服 刚 体力
呈现 流体静力 平衡 形状
第三点 不 一样 了
它 不能 将 临近 轨道 上 的 天体 清除
冥王星 满足 这点
第四点 不能 是 行星 的 卫星
满足 以上 四点 的 天体 就是 矮 行星
除此之外 所有 环绕着 太阳 的 其他 天体
有 一个 统称 叫做 太阳系 小 天体
包括 之前 说 的 小行星 除了 谷神星
还有 所有 的 彗星 等等
这些 都 是 太阳系 小 天体
这 就是 目前 天文学 界 对于 太阳系 天体 的 分类
那 下面 呢 咱们 来 简要 的 逐一 介绍 一下
太阳系 中 的 八 大行星
然后 下期 开始 咱们 进入 恒星 的 篇章
好 按照 距离 太阳 的 远近 来说 哈
第一个 水星 我国 古代 叫 辰星
西方 叫做 墨丘利 Mercury
墨丘利 是 谁 啊 ？
罗马 神话 中 的 信使 神
帽子 上带 俩 小 翅膀 代表 速度快
所以 水星 的 公转 速度 是 太阳系 所有 行星 当中 最快 的
公转 周期 只有 不到 88 个 地球日
88 天 环绕 太阳 一圈
但是 相对来说 自转 速度 就 比较慢 了
自转 周期 是 58.646 天
也就是说 水星 公转 两圈 恰好 自转 三圈
这 叫做 轨道 共振 比例 就是 3：2
水星 是 太阳系 中 最小 的 行星
半径 是 2440 千米
也 是 太阳系 中离 太阳 最近 的 行星
距离 0.387AU
换算 成 千米 就是 大概 5791 万千米
就是 因为 离 太阳 近
所以 水星 其实 很难 看到
只有 在 日出 和 日落 的 时候 才 有 可能 看到 水星
白天 太阳 太亮 了 根本 看不见
还有 人 说 其实 哥白尼 一生 都 没见 过 水星
水星 上 有 稀薄 的 大气
但是 很 稀薄 几乎 就是 没有
两个 原因 一个 是 水星 的 重力 小
只有 地球 的 五分之一 留不住
再 一个 最 主要 的 距离 太阳 太近 了
白天 地表 温度 可达 430 摄氏度 左右
但是 对面 的 夜晚 温度 却是 零下 170 摄氏度
昼夜 温差 600 度
这种 温差 高级 生命 就 很 难 存活 了
其实 人类 为啥 不惜重金 要 研究 宇宙 呢 ？
一个 是 为了 满足 好奇 的 天性
另外 一个 也 是 为了 寻找 地外 生命
或者 看看 有没有 其他 的 适合 人类 生存 的 星球
万一 有 一天 需要 启动 流浪 地球 计划 了
那不就 不用 带 着 地球 一起 跑 了 嘛
所以 这些 人们 比较 感兴趣
那 水星 上 肯定 没有 生命 了
但是 有人 认为 水星 很 有 可能 成为 人类 殖民地
因为 水星 两侧 温差 虽然 大
但是 两极 常年 零下 170 度
温度 很 稳定 只要 稳定 就 可以 改善
地质 还 和 地球 差不多
没准 就 能 住 人 呢
不过 谁 知道 呢 咱们 不管 了
再 来看 下 一个 金星
金星 古代 叫做 太白星
也 叫 启明星 长庚星
为什么 叫 太白星 呢 ？
因为 亮
金星 是 肉眼 可见 的 最亮 的 行星
那 为什么 这么 亮 呢 ？
因为 金星 有着 浓厚 的 大气层 和 云层
金星 表面 完全 被 云层 覆盖
反照率 达到 70%
所以 看起来 会 很亮
大气 的 主要 成分 是 二氧化碳 90% 多
其次 是 氨 水 和 氧气 不到 1%
而 云层 的 主要 成分 就 比较 吓人 了
主要 都 是 浓硫酸 雾
就是 这些 浓硫酸 云 反射 了 大部分 太阳光
但是 由于 表面 大气 以 二氧化碳 为主
所以 温室效应 极其 强烈
地表 平均温度 是 460 多度
比 水星 白天 温度 还 高
而且 几乎 没有 季节 和 温差
最早 人们 认为 金星 是 最 有 可能 存在 外星 生命 的
因为 大小 、 质量 、 体积 都 和 地球 差不多
后来 是 探测器 上去 了 之后 才 发现 不 可能 了
不仅 温度 高
金星 的 表面 大气压 是 地球 的 92 倍
地表 还有 大量 的 火山 和 荒漠
条件 十分 恶劣
金星 是 所有 行星 里面 唯一 一个 逆行 自转 的
我们 把 地球 的 自转 方向 规定 为 顺时针
那 金星 的 自转 方向 就是 逆时针
如果 在 金星 上 能够 看到 太阳
那 太阳 就是 打 西边 出来 的
从 东方 落下
一般 认为 就是 很早以前 可能 受到 过 小行星 的 撞击
活生生 的 把 自转 撞 反过来 了
金星 外面 是 地球
地球 咱们 就 不 说 了
来说 说 月亮
月亮 是 地球 的 卫星
水星 金星 都 没有 卫星
地球 只有 一个 就是 月亮
月亮 由于 潮汐 锁定 长年 只有 一个 面对 着 我们
这个 面 虽然 也 有 一些 环形山
但是 还 算 平整
月亮 正面 我们 看到 的 一片 一片 黑色 的 区域 叫做 月海
人们 最早 以为 是 海洋 呢
后来 发现 不是
而是 一些 玄武岩 的 平原
不过 月亮 的 背面 就 比较 可怜 了
为 地球 遮风挡雨
挡住 了 不少 陨石 啥 的
所 月亮 的 背面 比较 粗糙 不平
最早 这些 陨石坑 还 存在 一些 争议
有 的 人 认为 就是 火山 喷发 造成 的
因为 你 仔细 看 每个 陨石坑 中间 都 有 一个 凸起 的 小 尖儿
后来 发现 如果 是 我们 向 水中 扔 一块 石头 也 会 凸起 一个 小 尖儿
现在 的 结论 就是 大部分 都 是 陨石 砸 的
然后 月亮 上 没有 大气 哈
再 来看 下 一颗 火星
火星 的 比 地球 小比 月亮 大 比 水星 略大
为什么 火星 看起来 是 红色 呢 ？
因为 表面 富含 氧化铁
火星 地表 主要 就是 沙漠 和 小 石头块
然后 伴随 着 一些 陨石坑
最早 的 时候 人们 用 望远镜 观测 火星
说 火星 表面 有 一些 条纹
很 有 可能 就是 运河
火星 上 应该 有人
罗 威尔 天文台 为什么 建立 呢 ？
最早 就是 因为 这个
罗 威尔 本人 就 认为 火星 上 有 运河
后来 也 是 火星 探测器 上去 之后 发现 不是
火星 上 条件 也 比较 恶劣
大气 很 稀薄 主要 都 是 二氧化碳
并且 火星 昼夜 温差 也 比较 大
白天 最高 温度 只有 20 度
夜间 零下 100 多度
2013 年 火星 探测器 好奇 号 发现 火星 上 有 水分
去年 又 发现 在 火星 的 冰盖 之下 有 一个 直径 20 公里 的 湖
不过 这里 边 有没有 生命 就 不 知道 了
火星 是 和 地球 最像 的
所以 人们 研究 的 也 最 多
火星 还有 两个 卫星
火卫一 、 火卫二 就是 大 石块
火星 之后 是 木星
水星 、 金星 、 地球 、 火星 这 四个 都 叫做 类地行星
都 是 固体 星
而 木星 、 土星 、 天王星 、 海王星 属于 流体 星
也 是 巨 行星 个头 都 比较 大
木星 个头 最大 太阳系 内 最大 的 行星
它 是 一颗 气体 星 主要 成分 是 氢 还有 少数 的 氦
为什么 关于 行星 的 定义 里边 有 一条 是 不能 发生 核聚变 呢 ？
因为 曾经 有人 说 过
木星 很 有 可能 是 一颗 恒星
只不过 还 没 发生 核聚变 呢
但是 现在 支持 这种 观点 的 人 比较 少
木星 上 最 明显 的 就是 一颗 大 红斑
这是 木星 上 的 一个 旋风
这个 旋风 的 直径 都 比 地球 要 大 很多
望远镜 刚 发明 的 时候 人们 就 已经 发现 木星 的 大 红斑 了
到 现在 虽然 在 减小 但是 依然 存在
说明 这个 旋风 已经 刮 了 400 多年 了
这张 照片 就是 哈勃 望远镜 在 2014 年
拍摄 到 的 真实 的 木星 影像
最早 伽利略 发现 木星 有 4 颗卫星
咱们 之前 说 过
但是 现在 已经 发现 70 多个 卫星 了
最新 的 资料 好像 是 79 个
这 也 是 目前为止 人类 发现 具有 天然 卫星 最多 的 行星
所以 有人 说 木星 是 恒星 嘛
这 就 和 一个 小 太阳系 一样
1994 年 人类 经历 了 一场 天体 撞击 事件
就是 彗木 相撞
当时 是 素梅克 - 列维 9 号 彗星 撞击到 了 木星 的 南半球
15 分钟 之后 木星 转过 来 了
人们 才 发现 木星 被 撞 的 伤疤
后来 人们 估计 这个 撞击 相当于
40 万亿吨 TNT 爆炸 的 能量
这 要是 撞 地球 上 那 可毁 了
再 来说 土星
土星 最 有名 的 就是 土星 环 了
土星 环早 在 伽利略 、 惠更斯 的 年代 就 被 发现 了
用 望远镜 就 能够 看见
主要 成分 是 一些 岩石 和 冰块
土星 环 的 宽度 有 8 万千米 很 宽
但是 平均 厚度 只有 10 米
相比之下 就 很薄
所以 如果 这个 土星 环 刚好 水平 的 对 着 我们
就 几乎 看不到 了
关于 土星 环 的 成因 一般 认为
就是 某 颗卫星 之前 靠 的 太近 了
超过 了 土星 的 洛希 极限
然后 被 撕成 碎片 了
土星 大气 的 主要 成分 也 是 以 氢 为主 有 少量 的 氦
但是 相比 木星 土星 的 大气 就 平静 了 许多
土星 和 木星 虽然 都 是 流体 星
但是 它们 都 有 一个 小 硬核 岩石 核
外边 有 一层 冰壳
再 往外 是 一层 金属 氢
然后 是 分子 氢
土星 现在 确定 的 卫星 有 62 颗
其中 土卫六 是 唯一 拥有 大气层 的 卫星
而且 土卫六 比 水星 还要 大
所以 研究 价值 也 挺 高 的
再 一个 其实 土星 并 不是 唯一 具有 行星 环 的 行星
四颗 巨 行星 木星 、 土星 、 天王星 、 海王星 都 有 自己 的 行星 环
只是 土星 的 星环 最 明显
其他 的 不 明显 而已
然后 来说 天王星 和 海王星
天王星 和 海王星 虽然 没有 木星 、 土星 那么 大
但是 这 哥俩 也 是 巨 行星
天王星 体积 比 海王星 大
但是 质量 比 海王星 小
天王星 和 海王星 也 是 大气 浓厚
主要 成分 是 氢 和 甲烷 还有 氨
为什么 我们 看到 的 天王星 和 海王星 是 蓝色 的 呢 ？
因为 云层 中 的 甲烷 吸收 了 红色 的 光
所以 呈现出 蓝色
但是 天王星 和 海王星 甲烷 的 占 比 差不多
为什么 海王星 比 天王星 蓝 了 很多 呢 ？
所以 人们 推测 海王星 上 应该 还有 别的 物质 对 颜色 造成 了 影响
天王星 是 所有 行星 中 唯一 一个 躺 着 旋转 的 星
转轴 倾角 98 度
就是 它 的 自转轴 和 公转 平面 几乎 是 平行 的
而 海王星 上 具有 太阳系 最 强烈 的 风
风速 高达 2100 公里 每 小时
什么 概念 呢
一般 民航 飞机 时速 才 900 公里 每 小时
2100 公里 每 小时 已经 超过 音速 了
现在 一般 认为 天王星 的 地表 是 一个 巨厚 的 冰层
就是 整个 地幔 都 是 冰
只要 地表 是 由 氢 和 氨 组成 的 外壳
所以 天王星 有 的 时候 也 被称作 是 冰 巨星
好 关于 八 大行星 咱们 就 介绍 这么 多
大家 要是 感兴趣 可以 再 去 查 一些 相关 资料
最后 咱们 再 来 回顾 一下 我们 的 太阳系
中间 就是 太阳
占据 了 太阳系 总 质量 的 99%
然后 是 水星 、 金星 、 地球 这是 我们
然后 火星 、 木星
火星 和 木星 之间 有 一个 主 小行星 带
这里 边有 大量 的 小行星
然后 是 土星 、 天王星 、 海王星
到 这 为止 距离 太阳 30 个 天文单位
再 外面 就是 柯伊伯 带
距离 太阳 大概 40 到 50 个 天文单位
这 里面 也 有 大量 的 小行星 以及 矮 行星
其中 冥王星 就 在 柯伊伯 带
再 往外 距离 太阳 大概 1 万到 10 万个 天文单位 之间
叫做 奥尔特 云
这个 地方 就是 目前 来说 太阳系 的 稳定 边界
这个 范围 内 的 小行星 之类 的 天体
都 会 受到 太阳 的 万有引力 作用
所以 现在 一般 认为 太阳系 的 稳定 边界
就是 10 万个 天文单位 左右
最大 边界 可以 达到 23 万个 天文单位
这是 一片 非常广阔 的 区域
而 我们 之前 说 的 包括 冥王星 也 仅仅 距离 太阳 40 个 AU
可想而知 我们 目前 通过 科技 可见 的 太阳系 是 多么 的 渺小
目前 飞行 的 最远 的 人造 探测器 飞到 哪 了 呢 ？
现在 最远 的 是 旅行者 1 号
从 1977 年 9 月 5 号 服役 到 今天 已经 工作 了 将近 42 个 年头 了
目前 旅行者 1 号 距离 我们 146 个 AU
这是 距离 地球 最远 的 人造 物体 了
改天 我 觉得 咱们 可以 单独 做 一期 关于 宇宙飞船 的 视频
最后 再 来说 一下
就是 我们 之前 聊过 彗星
一般 现在 认为
短期 彗星 像 哈雷彗星 这种 的 就 是从 柯伊伯 带 过来 的
柯伊伯 带 的 一些 大 冰块 还有 尘埃 受到 一些 扰动
就 开始 围绕 太阳 旋转 了
而 一些 长期 的 彗星 就 是从 奥尔特 云 过来 的
轨道 可能 是 一个 巨扁 的 椭圆
也 可能 是 抛物线 或者 双曲线
但是 关于 彗星 的 起因 其实 也 没有 被 证实
好 吧 那 关于 太阳系 咱们 就 介绍 这么 多
从 下期 开始 咱们 进入 到 恒星 的 篇章
每周 一 、 三 、 五
B 站 、YouTube、 微信 公众 平台 不见不散
我 是 妈咪 叔 一个 较真儿 的 理工 男
下期 见 拜拜
