再過不到10天，有史以來第一個(gè)人造星空探測(cè)器將造訪冥王星(Pluto),。2015年7月14日,，協(xié)調(diào)世界時(shí)(UTC)11時(shí)49分57秒，新地平線號(hào)(New Horizons)將以每秒13.8公里的速度,，從離冥王星13695公里處的宇宙深空掠過,。

為什么要探測(cè)冥王星？

新地平線號(hào)飛抵冥王星(藝術(shù)想象圖)

新地平線號(hào)的主要任務(wù)是探測(cè)冥王星及其衛(wèi)星卡戎(Charon)構(gòu)成的雙行星系統(tǒng),，這也是最后一個(gè)被探測(cè)器所造訪的傳統(tǒng)意義上的行星,，這項(xiàng)任務(wù)旨在幫助我們了解太陽系的邊緣世界,。隨后，做為探測(cè)擴(kuò)展任務(wù)的一部分,，新地平線號(hào)將繼續(xù)探測(cè)一個(gè)或多個(gè)游弋在海王星(Neptune)軌道外柯伊伯帶(Kuiper Belt)中的天體,。

科學(xué)探索的邊界

眾所周知，太陽系系統(tǒng)包含三個(gè)區(qū)域,。由巖石行星組成的內(nèi)行星帶,，氣體巨型行星帶以及柯伊伯帶。冥王星則是第三個(gè)冰冷的區(qū)域中最大的一顆行星,。21世紀(jì)初,，美國國家科學(xué)院將這一區(qū)域——特別是冥王星-卡戎雙行星系統(tǒng)——的探測(cè)任務(wù)列為未來十年中的優(yōu)先目標(biāo)。新地平線號(hào)就是美國宇航局(NASA)為了完成這一目標(biāo)而施行的行星探測(cè)任務(wù),。

在這些區(qū)域當(dāng)中,，太陽系中的行星主要分成三類。由巖石和金屬組成的行星(水星,、金星,、地球和火星)，氣體和冰組成的巨行星(木星,、土星,、天王星和海王星)，以及柯伊伯帶的冰矮星,。目前為止,，除去我們現(xiàn)在已經(jīng)知道的冰矮星外，還有更多的冰矮星等待被發(fā)現(xiàn),，這些行星的數(shù)量要大大多于巖石和氣體行星,，到目前為止，也沒有任何一艘探測(cè)器去探索冰矮星,。美國國家科學(xué)院認(rèn)為,，這一缺陷導(dǎo)致我們對(duì)于行星類型的知識(shí)是嚴(yán)重不完整的。我們的首要任務(wù)就是去探測(cè)這類行星,，新地平線號(hào)將填補(bǔ)這一重要空白,，填充我們對(duì)太陽系內(nèi)行星的認(rèn)知和知識(shí)。

古代遺址

冰矮星是行星的胚胎,，它們成長(zhǎng)的大小(直徑通常在500km到2500km以上)比太陽系內(nèi)部完全成熟的行星和氣體巨行星都要小的多,。冰矮星是形成超過40億年的古遺址，因?yàn)樗鼈兛梢哉f是外軌道較大的行星尸體聚合在一起形成的,，冰矮星將告訴我們行星形成的秘密,。新地平線號(hào)將尋求這些答案。

雙行星系統(tǒng)

冥王星最大的衛(wèi)星卡戎,，有冥王星一半大小,。它們形成了一個(gè)雙星系統(tǒng),，引力平衡點(diǎn)處于這兩顆星體之間。雖然雙星系統(tǒng)在銀河系中是一種常見的現(xiàn)象,，但是目前尚未有探測(cè)器探測(cè),。新地平線號(hào)將第一個(gè)探測(cè)雙星系統(tǒng)。

探測(cè)任務(wù)影響

柯伊伯帶是地球上彗星撞擊的主要來源,，可能像是恐龍滅絕的那次撞擊一樣,。新地平線號(hào)將通過測(cè)量列編冥王星或者它的衛(wèi)星上，甚至或許是其他柯伊伯帶天體上數(shù)目不一的隕石坑及大小,，探測(cè)并揭開柯伊伯帶中的這些撞擊物的神秘面紗,。

據(jù)我們現(xiàn)在了解的知識(shí)，冥王星和柯伊伯帶富含有機(jī)分子(碳)和水原冰,，這是生命進(jìn)化的必需物質(zhì),。新地平線號(hào)將探測(cè)研究冥王星及其衛(wèi)星上，以及其他柯伊伯帶天體上的這些物質(zhì),。

大逃逸

冥王星的大氣系統(tǒng)事實(shí)上是直接擴(kuò)散到了宇宙空間之中,，在太陽系的其他地方?jīng)]有這樣的存在。這種情況被認(rèn)為如同地球形成早期,，氫-氦組成的大氣系統(tǒng)直接擴(kuò)散到宇宙空間一樣的狀態(tài),。通過研究冥王星大氣的逃逸狀態(tài)，我們可以深刻的洞悉地球大氣系統(tǒng)的演變情況,。新地平線號(hào)將測(cè)定冥王星的大氣結(jié)構(gòu)以及組成,，并首次計(jì)算它的大氣逃逸率。

探索的需要

做為第一個(gè)探測(cè)太陽系邊緣冰矮星的探測(cè)器,，新地平線號(hào)探測(cè)器履行的是一次歷史性的任務(wù),。我們已經(jīng)探測(cè)了從水星到海王星所有的行星系統(tǒng)，新地平線號(hào)探測(cè)冥王星及柯伊伯帶,，是NASA繼30年前的旅行者任務(wù)之后的又一次深空行星探測(cè)任務(wù)，這也使我們完成了對(duì)傳統(tǒng)意義上的太陽系的探索任務(wù),。

冥王星之旅

任務(wù)設(shè)計(jì)

飛機(jī)直飛可能是你達(dá)到目的地最快的方式,，然而到達(dá)冥王星最快的路線則必須繞道木星一趟。巨行星的引力可以將探測(cè)器像“彈弓”一樣彈向太陽系之外,。

有兩個(gè)原因令科學(xué)家希望可以盡快探測(cè)冥王星及卡戎,。第一是因?yàn)橼ね跣堑拇髿鈱印Ｗ詮?989年以來,，冥王星向著離太陽越來越遠(yuǎn)的軌道方向運(yùn)行,，這樣一來它從太陽得到的熱量將越來越少。隨著冥王星變得越來越冷,，科學(xué)家預(yù)計(jì)冥王星的大氣將會(huì)“凍住”,，所以研究小組想盡快到達(dá)那里,，可以探測(cè)到密度大一些的大氣層狀態(tài)。

第二個(gè)原因是希望得到盡可能大的冥王星及卡戎的地圖,。在地球上,，北極以及北極圈以北的地區(qū)有半年的黑夜以及半年的白天。同樣的,，冥王星和卡戎有一部分地區(qū)幾十年中將看不到陽光,。如果等待時(shí)間越長(zhǎng)，冥王星和卡戎呆在“北極夜”中的時(shí)間就越長(zhǎng),，這將會(huì)嚴(yán)重阻礙探測(cè)器拍攝到的行星表面圖片的質(zhì)量,。

新地平線號(hào)飛行軌跡

絕佳的機(jī)會(huì)

通過計(jì)算得出，如果在2006年1月發(fā)射,，新地平線號(hào)可以獲得木星的引力彈射的幫助,。2007年2月，新地平線號(hào)在離木星系統(tǒng)50000英里處掠過,，并最終在2015年7月飛抵冥王星,。

在從木星飛往冥王星的途中，科學(xué)小組監(jiān)控著飛船的健康狀態(tài),，并同時(shí)規(guī)劃與計(jì)算它與冥王星的匯合路線,。與此同時(shí)，科學(xué)家從地球上通過望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)飛掠冥王星之后的柯伊伯帶中的天體情況,，將作為此次任務(wù)的后續(xù)擴(kuò)展任務(wù),。

接近

飛船上的相機(jī)將在新地平線號(hào)到達(dá)冥王星之前幾個(gè)月就開始啟用并工作，冥王星及卡戎剛開始看起來只是兩個(gè)亮點(diǎn)而已,，但是隨著飛船的靠近,，它們的圖像會(huì)越來越清晰。當(dāng)離冥王星掠過日期還有三個(gè)月的時(shí)候,，這時(shí)探測(cè)器距冥王星有105000000公里遠(yuǎn),，飛船上的相機(jī)可以拍攝第一組地圖。在這三個(gè)月當(dāng)中,，探測(cè)團(tuán)隊(duì)將持續(xù)拍照并進(jìn)行光譜測(cè)量,。

冥王星和卡戎每6.4地球日互相旋轉(zhuǎn)一周，在離冥王星還有兩個(gè)冥王星日的距離時(shí)(11-12個(gè)地球日),，探測(cè)團(tuán)隊(duì)將收集飛船發(fā)回的數(shù)據(jù)并編譯地圖,，每隔半天測(cè)量冥王星和卡戎的光譜。通過比較這些地圖,，團(tuán)隊(duì)可以觀測(cè)冥王星一天中表面的變化,，觀測(cè)的比例將精確到48公里，這些天氣的變化有可能是由新的降雪和其他情況造成的。

到達(dá)

飛船抵達(dá)最近處時(shí),，距冥王星有12500公里,，而離卡戎則有28800公里。在途中,，新地平線號(hào)將尋找冥王星大氣中的紫外線反射并制作最佳的冥王星與卡戎的地圖,。同時(shí)也將繪制近紅外光光譜圖，這將告知科學(xué)家冥王星和卡戎的表面組成以及不同物質(zhì)所處地點(diǎn)的溫度,。

在飛船靠近冥王星最近的半小時(shí)中,，相機(jī)將會(huì)繪制冥王星可見光和紅外光的特寫照片，照片的精度將可以縮小的60米并且包含整個(gè)冥王星表面,。

當(dāng)飛船穿越冥王星和卡戎之后,，它的任務(wù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有完成?；仡^觀測(cè)冥王星及卡戎夜晚的陰暗一面是探測(cè)其大氣層迷霧的最好方式,。觀測(cè)是否有光環(huán)，以及弄清楚其表面是否是光滑還是粗糙,。此外,，飛船將通過冥王星及卡戎投射的陰影，它可以反過來觀測(cè)太陽和地球,，探測(cè)太陽傳來的光以及地球發(fā)射過來的無線電,。

飛離冥王星

在飛離冥王星系統(tǒng)之后，通過批準(zhǔn)的擴(kuò)展任務(wù),，飛船將重新定位并探測(cè)柯伊伯帶天體,。柯伊伯帶中的哪個(gè)天體將會(huì)被選中,，要等到冥王星探測(cè)任務(wù)結(jié)束時(shí)才會(huì)知曉,。但是科學(xué)家已經(jīng)在研究幾個(gè)目標(biāo)，它們的大小可能是直徑25-50公里左右的小天體,。這次任務(wù)與冥王星任務(wù)類似,，飛船將繪制天體的地圖，從紅外光譜和四色地圖獲知其組成,，以及探索大氣或者衛(wèi)星,。

任務(wù)時(shí)間線

新地平線號(hào)發(fā)射升空

發(fā)射

發(fā)射時(shí)間：      2006年1月19日

發(fā)射運(yùn)載器：   一級(jí)火箭 ：Atlas V 551 ，二級(jí)火箭 ：半人馬火箭(Centaur),，三級(jí)火箭：Star 48B 固體火箭

發(fā)射地點(diǎn)：      美國弗羅里達(dá)卡納維拉爾角空軍基地

軌道：             木星引力彈射

航行

發(fā)射初期：最初的13個(gè)月包括了飛船和儀器校準(zhǔn)，軌道修正以及與進(jìn)入木星引力區(qū)時(shí)的演練,。2006年4月7日,，新地平線號(hào)掠過火星軌道，2006年6月,，它發(fā)現(xiàn)了一顆小行星,，后來被命名為“APL”,。

與木星相遇：2007年2月28日，新地平線號(hào)到達(dá)離木星最近點(diǎn),。它以每小時(shí)約82000公里的速度(每秒鐘23公里)從離木星230萬公里處掠過,，這比卡西尼號(hào)探測(cè)器(Cassini)離木星的最近點(diǎn)要近3-4倍。

星際航行：在飛越木星到冥王星大約8年的時(shí)間中,，科學(xué)家每年都會(huì)給新地平線號(hào)做常規(guī)檢查,，包括軌道修正，儀器校準(zhǔn)以及與冥王星相遇時(shí)的演練,。在巡航期間,，新地平線號(hào)穿越過了土星軌道(2008年6月8日)，天王星軌道(2011年3月18日)和海王星軌道(2014年8月25日),。

新地平線號(hào)任務(wù)時(shí)間線

與冥王星相遇：

從2015年1月開始,，新地平線號(hào)探測(cè)任務(wù)進(jìn)入了一個(gè)全新的階段。2015年7月14日,，它將到達(dá)與冥王星最近點(diǎn),，此時(shí)它距冥王星約12500公里，距卡戎約28800公里,。

新地平線號(hào)探測(cè)冥王星任務(wù)時(shí)間線

飛離冥王星：

新地平線號(hào)飛越冥王星后,，將進(jìn)入柯伊伯帶，它攜帶有額外的燃料將有可能去探測(cè)柯伊伯帶的星體,。在如此遠(yuǎn)的距離下,，它的通訊系統(tǒng)仍然可以繼續(xù)發(fā)回信息，它所攜帶的科學(xué)儀器可以在比冥王星處更暗淡的陽光下繼續(xù)工作,。

因此,，新地平線號(hào)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)曾特意尋找飛船可以到達(dá)的柯伊伯帶天體。在21世紀(jì)初,，科學(xué)家還沒有找到這樣的天體,，因此他們決定讓新地平線號(hào)直接飛入柯伊伯帶中，從這些直徑20-50公里的天體中間飛過,，它們可能是更為原始的,，比冥王星構(gòu)成更為不完整的星體。

新地平線號(hào)航行軌跡示意圖

2014年,，新地平線科學(xué)小組利用哈勃望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了3個(gè)柯伊伯帶小天體,，它們直徑都在20-55公里之間，位于冥王星外10億英里之外的深空,，新地平線號(hào)可能在2018年底或者2019年與它們相遇,。

2015年夏天，當(dāng)新地平線號(hào)飛越冥王星后，科學(xué)小組將于NASA合作,，從三者中選擇最佳的候選者,。2015年秋天，操作員將啟動(dòng)新地平線號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī),，在最合適的時(shí)間選擇到達(dá)目標(biāo)最佳的路線,，開啟新的旅程。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)三個(gè)候選柯伊伯帶天體

其中的一個(gè)小天體與冥王星大小對(duì)比圖

在主要探測(cè)任務(wù)完成之后,，所有NASA的任務(wù)將是尋求更多的探索成果,，科學(xué)家并因此向NASA提交一份建議以便繼續(xù)資助擴(kuò)展任務(wù)。探索更多的柯伊伯帶天體的提案將在2016年進(jìn)行,，它會(huì)通過一個(gè)獨(dú)立的專家小組進(jìn)行評(píng)估,。科學(xué)家將全面評(píng)估飛船的健康程度和儀器的有效載荷,，以及探索柯伊伯帶天地的科學(xué)價(jià)值,，飛行所花費(fèi)的成本以及將要探測(cè)的目標(biāo)等等。如果NASA批準(zhǔn)了探測(cè)任務(wù)及資金,，新地平線號(hào)擴(kuò)展任務(wù)將在2017年展開,，科學(xué)團(tuán)隊(duì)將計(jì)劃和測(cè)試與新的星體相遇的任務(wù)(發(fā)生在一到兩年之后)，并將繼續(xù)操作控制新地平線號(hào),。

新地平線號(hào)探測(cè)柯伊伯帶天體(藝術(shù)想象圖)

關(guān)于冥王星(目前我們知道的)：

距太陽平均距離：39.482AU=5900000000公里

距太陽最近距離：29.658AU=4400000000公里

距太陽最遠(yuǎn)距離：49.305AU=7400000000公里

公轉(zhuǎn)周期：248年

表面溫度：-238到-218攝氏度=35-55開爾文

                         冥王星                                      卡戎

半徑：       1140-1200公里                         603.6+-1.4公里

質(zhì)量：       1.3 x 1022 kg                              0.153 x 1022 kg   

密度：       1.8 - 2.1 gm/cm3                         1.66+-0.01 gm/cm3                        

表面組成：冷凍水氮?dú)饧淄橐谎趸?nbsp;       冰

大氣組成：氮?dú)饧淄橐谎趸?nbsp;                  未探測(cè)到大氣

自轉(zhuǎn)周期：6.39天                                       6.39天

公轉(zhuǎn)周期：                                                 6.39天

(繞冥王星)

太陽系大家庭

冥王星公轉(zhuǎn)軌道

冥王星公轉(zhuǎn)軌道

大多數(shù)行星在同一軌道平面上繞太陽旋轉(zhuǎn),，這個(gè)軌道稱之為黃道。冥王星的軌道則是傾斜的,，軌道傾角大約為17.14度,，這在太陽系行星系統(tǒng)中是最大的，其次則是水星的7度,。

冥王星和卡戎運(yùn)動(dòng)方向

冥王星與卡戎運(yùn)動(dòng)情況

大多數(shù)行星的自轉(zhuǎn)軸與公轉(zhuǎn)軌道基本是垂直的,，而唯二例外的是天王星和冥王星，它們幾乎是躺在黃道上進(jìn)行公轉(zhuǎn),，而像大多數(shù)衛(wèi)星一樣,，卡戎圍繞著冥王星的赤道進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

自轉(zhuǎn)鎖定

冥王星自轉(zhuǎn)和卡戎公轉(zhuǎn)的時(shí)間都是6.4天,。以上動(dòng)畫演示了把人放在冥王星和卡戎上發(fā)生的情況,，并想象他們看到天空中的效果?！八{(lán)色”的人將看到同一地點(diǎn)所有時(shí)間內(nèi)天上的一切物體,，“紅色的人”則看不到任何其他物體。所以如果你是那個(gè)紅色的人,，在冥王星上是看不到卡戎的,，同樣如果你在卡戎上,，則不會(huì)察覺冥王星的存在。

柯伊伯帶

柯伊伯帶示意圖

1992年,，Dave Jewitt和Jane Luu在夏威夷大學(xué)在深空探測(cè)中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)小天體，命名為1992QB1,，它繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道在海王星之外離太陽大約40天文單位的距離,。從那時(shí)起，在海王星外的這片地帶陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了1000多個(gè)類似的天體,，科學(xué)家估計(jì)有上百萬直徑大約為20英里的小天體在這片廣袤的深空游弋并且等待著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn),。

我們將這片擠滿小天體的區(qū)域稱之為柯伊伯帶(Kuiper Belt)，以紀(jì)念荷蘭裔美國天文學(xué)家杰拉德-柯伊伯(Gerard Kuiper),，他在1950年代經(jīng)過研究觀測(cè),，推測(cè)在海王星外存在有為數(shù)眾多的小天體。對(duì)此研究成果的歸屬仍有爭(zhēng)論,，有人認(rèn)為應(yīng)該將其稱之為埃奇沃思/柯伊伯帶(Edgeworth/Kuiper Belt),，用來紀(jì)念愛爾蘭科學(xué)家肯尼斯-埃奇沃思(Kenneth Edgeworth)在1940年代發(fā)表的類似研究成果，或者簡(jiǎn)單的稱之為海王星外天體,。在內(nèi)太陽系內(nèi)發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)短周期彗星都來自柯伊伯帶,，它們大多數(shù)時(shí)間被“冷凍”在那里，直到有隨機(jī)的擾動(dòng)情況下,，它們才會(huì)飛向太陽,。

柯伊伯帶天體分類

從我們迄今為止發(fā)現(xiàn)的柯伊伯帶天體來看，基于它們運(yùn)行的軌道可以分為如下幾類：

1“冷”柯伊伯帶天體：“冷”在這里不是指溫度,，而是說這些天體有序并泰然自若的運(yùn)行軌道,。冷柯伊伯帶天體占據(jù)著一個(gè)狹長(zhǎng)的地帶，大約有6AU寬,，位于距太陽42-48AU的區(qū)間,，并且大約有7AU厚。它們通常比其他的柯伊伯帶天體更小且顯得顏色更紅,，說明它們可能有不同的起源,。

2“熱”柯伊伯帶天體：同樣的，“熱”指的是這些天體狂亂無序的運(yùn)行軌道,。雖然它們到太陽的平均距離與冷柯伊伯帶天體類似,，但是由于較大的偏心率和軌道傾角導(dǎo)致這些天體游弋在遠(yuǎn)超過離太陽平均距離的空間。如果大多數(shù)柯伊伯帶天體一樣,，它們的大小和顏色各不相同,，且比冷柯伊伯帶天體更大和更灰暗。

3共振柯伊伯帶天體：這些小行星處在海王星的引力影響之下,，它們的運(yùn)行軌道也深受其影響,。3：2的共振影響,，包括冥王星在內(nèi)，意味著它們每繞太陽公轉(zhuǎn)兩周,，海王星則公轉(zhuǎn)三周,。這些天體有時(shí)被稱為“類冥王星”，或者是小冥王星,。2：1的共振率則在離太陽更遠(yuǎn)的地方,，這時(shí)它們每繞太陽公轉(zhuǎn)一周，海王星會(huì)公轉(zhuǎn)兩周,。

4 離散柯伊伯帶天體：這些天體在過去運(yùn)行的軌道很可能靠近了海王星,，因?yàn)楹Ｍ跣且Φ挠绊憣?dǎo)致它們的運(yùn)行軌道變得非常癲狂，它們離太陽最遠(yuǎn)可能達(dá)到數(shù)百個(gè)天文單位之外,，而最近時(shí)甚至比海王星離太陽還要近,。

孤獨(dú)的塞德娜遠(yuǎn)遠(yuǎn)望著太陽(藝術(shù)想象圖)

塞德娜公轉(zhuǎn)軌道(紅色)示意圖。木星是橙色,，土星是黃色,，天王星是綠色，海王星是藍(lán)色,，冥王星是紫色,。

5最后一類是非常新的分類，目前為止只有兩個(gè)已知的成員,，分別是塞德娜(Sedna)和2012 VP113——仍然沒有正式的名字,。事實(shí)上，它可能不會(huì)被命名并且不會(huì)被劃分為柯伊伯帶的一員,。塞德娜的運(yùn)行軌道比太陽系內(nèi)任何已知的柯伊伯帶天體都要遠(yuǎn),，它離太陽最近的距離也沒有小于76天文單位，而遠(yuǎn)日點(diǎn)則在1000天文單位之外,，公轉(zhuǎn)周期達(dá)到了12000年,。塞德娜的體積有冥王星一半大小，可能是那些還未被發(fā)現(xiàn)的眾多類似星體中最大的一個(gè),。
 

柯伊伯帶天體大小和顏色

已知柯伊伯帶天體大小和顏色區(qū)別

最大的兩個(gè)柯伊伯帶天體是冥王星和鬩神星(Eris),，直徑大約有2380公里。有6個(gè)已知的柯伊伯帶天體直徑在1000-1500公里之間,，包括卡戎,。科學(xué)家認(rèn)為,，還將會(huì)發(fā)現(xiàn)直徑在1000-2000公里之間的柯伊伯帶天體,，但是大多數(shù)天體會(huì)小得多。

柯伊伯帶天體表現(xiàn)出不同的反射率和顏色,。冥王星非常亮,，有60%的反射率,。相比較，地球和月亮只有10%而已,。冥王星較高的反射率意味著表面存在新鮮的冰或者雪,，這可能是新近的大氣或者地質(zhì)活動(dòng)的揮發(fā)物冷凝的結(jié)果。

其他的柯伊伯帶天體則較為暗淡,，反射率從4%-20%不等,。那些最黑暗的星體表面可能覆蓋著復(fù)雜的化學(xué)富碳聚合物。大多數(shù)柯伊伯帶天體的顏色呈現(xiàn)出灰色到紅色的狀態(tài),，表明這些星體的表面組成和演化具有廣泛的多樣性。由于柯伊伯帶天體的模糊形態(tài),，科學(xué)家一直難以得到紅外光譜來證明有特定礦物質(zhì)和冰的存在,。在幾個(gè)柯伊伯帶天體表面發(fā)現(xiàn)了淡淡的水冰存在，包括冥王星和卡戎,。

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冥王星的發(fā)現(xiàn)

帕西瓦爾-羅威爾：尋找新行星

帕西瓦爾-羅威爾

冥王星的發(fā)現(xiàn)的故事開始于帕西瓦爾-羅威爾(Percival Lowell),，亞利桑那州弗拉格斯塔夫羅威爾天文臺(tái)的的創(chuàng)始人。羅威爾醉心于“海王星外行星”的假說,，他認(rèn)為可以通過對(duì)海王星軌道的計(jì)算得出這顆行星的位置,。畢竟，海王星是因?yàn)樘焱跣擒壍赖牟灰?guī)則運(yùn)動(dòng),，而在1846年被發(fā)現(xiàn)的,。天文學(xué)家推測(cè)，天王星和海王星受到了這顆神秘行星引力的明顯影響,，通過計(jì)算應(yīng)該可以在天空中找到,。

羅威爾就是其中的幾個(gè)人之一(威廉-H-皮克林——William H. Pickering是另一個(gè))，他們通過計(jì)算運(yùn)行軌道并且仔細(xì)地在天空中新行星可能出現(xiàn)的地方尋找,。羅威爾建立了一個(gè)天文臺(tái)并且資助3個(gè)不同的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行尋找新行星工作,，他于1916年去世，在去世之前沒有任何發(fā)現(xiàn),，但是天文臺(tái)的工作仍然在繼續(xù),。1929年，一個(gè)裝有13英寸鏡頭的特制相機(jī)被安裝到了望遠(yuǎn)鏡之上用于搜尋工作,。

克萊德-湯博：發(fā)現(xiàn)冥王星

克萊德-湯博

天文臺(tái)主任維斯托-斯里弗( Vesto Slipher)聘請(qǐng)了一名年輕的堪薩斯人對(duì)第三次搜索的結(jié)果進(jìn)行研究——一個(gè)輕微的抖動(dòng)令克萊德-湯博(Clyde Tombaugh)成為了第一個(gè)發(fā)現(xiàn)行星的美國人,。業(yè)余天文學(xué)家湯博被雇傭來沖洗新攝像機(jī)在夜間拍攝的照片，經(jīng)過與白天拍攝的照片仔細(xì)對(duì)比,，他通過瞬變比較鏡在1930年2月18日,，終于找到了他要找的：在雙子座方向一束緩慢移動(dòng)的光投射的小點(diǎn)。

發(fā)現(xiàn)圖像：

冥王星發(fā)現(xiàn)圖像

湯博著手從黃道平面尋找一個(gè)新的行星,。事實(shí)證明,，羅威爾的計(jì)算是基于對(duì)天王星軌道的攝動(dòng)有缺陷的數(shù)據(jù),。盡管如此，羅威爾計(jì)算并預(yù)測(cè)兩個(gè)位置之一恰好是正確的,，最終導(dǎo)致了冥王星被發(fā)現(xiàn),。湯博很幸運(yùn)，只是尋找了幾個(gè)月之后便發(fā)現(xiàn)了冥王星,。根據(jù)湯博和摩爾在1980年出版的書《走出黑暗：發(fā)現(xiàn)冥王星》中寫到,，他在間隔了幾天時(shí)間內(nèi)拍攝了兩組照片，試圖尋找有移動(dòng)的物體,。在恒星的背景之中,，任何行星的移動(dòng)都會(huì)留下痕跡，因?yàn)榈厍蚴且苿?dòng)的,，在相隔的幾天中會(huì)移動(dòng)到一個(gè)不同的觀察角度,。這一發(fā)現(xiàn)的拍攝圖像只相隔6天，從1930年1月23日到29日,。在冥王星被發(fā)現(xiàn)后,，湯博就開始了對(duì)整個(gè)黃道的艱苦搜索，轉(zhuǎn)向了在太陽系外的任何其他對(duì)象,。

冥王星的命名：

維尼西亞-伯尼

這顆新行星隨后在1930年被命名為冥王星(Pluto),，這個(gè)名字是由英國牛津郡一名11歲的小女孩維尼西亞-伯尼(Venetia Burney)提出的。這個(gè)名字收到了羅威爾天文臺(tái)的天文學(xué)家們的青睞,，因?yàn)樗那皟蓚€(gè)字母剛好是帕西瓦爾-羅威爾名字的縮寫?，F(xiàn)在回想起來，冥王星的發(fā)現(xiàn)對(duì)于軌道的擾動(dòng)不能解釋羅威爾基于天王星和海王星的軌道擾動(dòng)計(jì)算,，因?yàn)橼ね跣堑馁|(zhì)量太小,，不足以產(chǎn)生計(jì)算得出的如此大的擾動(dòng)情況。這一發(fā)現(xiàn)應(yīng)該更歸功于湯博在搜尋天空時(shí)非凡的毅力和勤奮,。