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发信人: emacs (被淹死的鱼), 信区: Science
标  题: 《新疆域》冥王星和冥卫
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年06月15日15:58:50 星期六), 站内信件


                   冥王星和冥卫：哑铃天体

    在太阳系里我们知道得最少的是冥王星，但通过一次极不平常的
好运，现在我们正在了解一些有关它的有趣的事情。

    1978年，一位名叫詹姆斯·W·克里斯蒂（James W. Christy）的
天文学家发现冥王星有一颗卫星，他把这颗冥卫以希腊神话中将亡魂
摆渡过冥河到冥王的阴间去的船夫的名字——沙龙（Charon）命名。
每隔124年，冥卫进入一个5年周期，在这期间，从地球上看来，它正
好在冥王星面前经过，然后又正好在冥王星的后面经过，完成一次循
环约6.4天。当冥王星离太阳最远时，它经历这个有规律的“食”周期，
而当冥王星离太阳最近时，它再次经历这个食周期。

    冥卫刚好就被发现在它开始其5年食周期之前，因而天文学家还在
热切地观测其食效应。而且，目前冥王星正在其轨道的近点，意味着
处于从地球上研究它的最佳位置。假使冥卫仅在5年后才发现的话，天
文学家就会失去他们的机会，而将不得不等待两个半世纪以后的下一
次近点食（不过在这以前，我们肯定早就会发送探测器到冥王星去了）。

    在发生食期间，天文学家已了解到的第一件事便是这两个天体的
大小。通过测量冥卫以已知的运转速度横越冥王星圆面所需的时间，
他们能计算冥王星和冥卫的大小。天文学家确定冥王星的直径只有1420
英里左右。这使它成为所有行星中最小的一颗。其实，它比太阳系里
的7颗最大的卫星还小。例如，它具有的质量只不过是我们月球的十分
之一。然而，把冥王星称为小行星应是不合理的。冥王星是个中介天
体：作为一颗行星，它太小，可是作为一颗小行星，它又太大。

    当然，冥卫则更小。其直径仅800英里，为冥王星直径的一半多些。
这使冥王星-冥卫的组合成为我们所知的最接近于“双行星”的系统。
在冥卫发现以前，地-月系曾被认为是最接近于双行星的，然而月球的
直径仅为地球的四分之一。

    当2个天体彼此接近时，潮汐作用会减慢它们的自转。于是，地球
的潮汐作用曾使月球的自转减慢到当它绕我们转动时仅以同一个半球
面对着地球。由于月球的潮汐作用，地球的自转也在减慢，但地球是
如此之大，使其减慢效应至今还不明显。

    然而，冥王星和冥卫相距仅12250英里，只有地球和月球之间距离
的二十分之一，因而大大增强了冥王星-冥卫相互的潮汐作用。另外，
冥王星和冥卫都很小，致使它们的自转更易且更快地减慢。其结果是
这两个天体的自转减慢到仅各以同一个半球相对。它们彼此永远地面
对面，又相互绕转着，好像它们是一个哑铃的两半。它们是太阳系里
仅有的以这种方式相互绕转的两个天体。

    在食期，通过研究冥王星和冥卫反射的红外光，天文学家有机会
更多地了解它们是由什么组成的。当冥卫在冥王星背后时，我们只能
看到冥王星的反射光。当冥卫从冥王星背后出现时，我们看到它俩所
反射的光，于是，如果扣除冥王星的反射，便仅得冥卫的反射光。

    1987年3月，亚利桑那大学的天文学家根据这些反射光．着手研究
这两个天体表面及其大气的化学性质。

    他们发现了冥王星的表面似乎富含有甲烷，这种物质即是在地球
上我们用作燃料的天然气的主要组成成分。甲烷在很低的温度才冻结，
因此即使在大约-240℃的冥王星的温度下，有些甲烷也会蒸发而变成
气体。于是，冥王星似乎存在含有甲烷气体的大气，但其大气的密度
约为地球大气的九百分之一（或接近火星较稀薄的大气密度的十分之
一）。

    在冥王星两极的温度自然更低，所以那里有更多冻结的甲烷。冥
王星也许有冰甲烷的极冠，当它运动到离太阳更远时，它的极冠变大。

    天文学家惊奇地发现冥卫的反射光完全不同于冥王星。因为冥卫
小于冥王星，它的引力也较小。连气态甲烷分子它也不能保持住，从
而在太阳系已存在的几十亿年间，它的甲烷已经逃逸掉了。

    留下的是结冰的水，在冥卫寒冷的温度下，它并未汽化，所以没
有失掉。因此，虽然冥王星具有含甲烷的表面和很稀薄的甲烷大气，
然而冥卫却是由冰覆盖着的，且没有明显的大气。

    在1978年发现冥卫以前，天文学家不能想象他们会如此快地发现
有关遥远的冥王星的这么多详细信息。


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