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矮行星

  矮行星(dwarf planeT,别称侏儒行星、准行星、中行星),是2006年8月24日国际天文联合会-“IAU的行星定义”重新对太阳系内天体分类后新增加的一组独立天体,此定义仅适用于太阳系内。矮行星的体积介于行星与太阳系小天体(包含小行星等)之间,围绕太阳运转,质量足以克服固体引力以达到流体静力平衡(近于圆球)形状,没有清空所在轨道上的其他天体,同时不是卫星。矮行星是一个新的分类,因会议后天文学家对此类天体定义仍有争论,所以其定义的标准尚不明确。另可参见类冥矮行星、冥族小天体、海王星外天体、微型行星。

冥王星为“行星”,而是称其为“矮行星”。

矮行星(dwarf planet,亦称侏儒行星)是2006年8月24日国际天文联合会重新对太阳系内天体分类后新增加的一组独立天体,此定义仅适用于太阳系内。简单来说矮行星介乎于行星与太阳系小天体这两类之间,但会议后,天文学家对此类天体定义仍有争论。

2008年9月17日,国际天文联合会在IAUC 8976中发布了(136108) 2003 EL61的命名公告,宣布将这颗矮行星命名为Haumea夏威夷当地神话中主管生育和生殖的神。它也是继谷神星、冥王星、阋神星和鸟神星后,太阳系第五颗被命名的矮行星。至此,当前已知的矮行星都有了自己的名字。随后,世界各大媒体都报导了这一消息。简单的报导只简单提及了命名的事实,稍微丰富点的报导则提及了这一矮行星的古怪性质,比如轨道倾角很大,自转速度非常快,橄榄球似的外形,以及拥有两个卫星,等等。但其中的至少大多数都没有触及一个微妙的问题:这颗矮行星是谁发现的。

外海王星天体中新类型的标准。这个类别的命名和精确性质并没有定义,但在决议前的辩论中成员曾以冥王星对象、冥王星的天体来称呼,但前者有贬损的意味 并且在最后的草案中(6b)被摒弃了;无名残余。

在进行定义的初期过程中,这个类别(称类冥行星)曾被定义为轨道周期超过200年的行星,而且轨道倾角比传统大了许多。

符合类冥天体一类只适合于外海王星天体中轨道周期、倾斜、和扁率像冥王星的天体。矮行星可能属于也可能不属于这一类,但所有这些的都是矮行星。

除了冥王星之外,属于这一类的天体仍都不明确,冥王星最大的卫星卡戎如果归类为矮行星时,可能会另成一类。阋神星和列在上面候选矮行星之列,轨道周期都在下限附近,但轨道倾斜度和扁率都有各自的特性,然而这些不都是等于或大于冥王星的天体。夸欧尔的扁率和轨道倾斜则与类冥天体不尽符合。

矮行星质量和大小的上下限,在国际天文联合会会员大会的5A决议案中并没有规范。

下限则是以能否达到流体静力平衡的形状概念来规范,但是对这类物体的大小和形状尚未定义完成。在国际天文联合会的5号决议案原先建议的是质量大于5^10公斤,直径超过800公里,但是在最后决议的5A案中未予以保留,因此以观测经验为依据提供的建议是要根据对象的历史变化和构成来作认定。

根据部分天文学家的说法,新定义可能会使矮行星的数量增至超过45颗。

冥王星曾被认为是离太阳最远的一颗大行星,它绕太阳运行一周历时248年之久,平均速度每秒只有 3.0英里.它距离太阳大约40天文单位,其表面温度大概是-230摄氏度。关于冥王星的直径大小问题尚未定论,尽管已经估计其最大值为3600英里(有人也测定它并不比月亮大,即在2170英里以下).这一估计的依据是冥王星的细小视圆面在天空中运行时对恒星的掩食情况。大小是地球的6分之一与5分之一之间,质量只有地球的2000分之一。

卡戎星是1978年华盛顿美国海军天文台的天文学家詹姆士'克斯蒂发现的。直到如今,它仍被看成冥王星的一颗卫星。在冥王星赤道上空约1.9万公里的圆形轨道上运转,其运行周期与冥王星自转周期相等。双行星系统,同步围绕太阳旋转。另外,“卡戎”的直径超过1000公里,质量约为190亿亿吨,大约是冥王星的一半,其密度与冥王星相似。有专家推测,远古时冥王星与一颗庞大天体发生了碰撞,导致一大块碎片从中分离出来,最后形成了“卡戎”。

阋神星(Eris,厄里斯)在被正式命名前暂时编号为2003 UB313,名字暂称为齐娜(Xena)。

相对于200多年前发现的谷神星和近30年前发现的卡戎,齐娜是一个完全陌生的新来者,她是在2003年被发现的。齐娜的公转轨道是个很扁的椭圆,它公转一周需要560年,离太阳最近的距离是38个天文单位,最远时为97个天文单位。天文学家当前认为,齐娜的直径约2300公里至2500公里,只比冥王星略大。科学家说,齐娜的大气可能由甲烷和氮组成,如今它离太阳太远,大气都结成了冰;当它运动到近日点时,表面温度将有所升高,甲烷和氮会重新变成气态。至于其内部结构,如今还只能猜测,有可能是冰和岩石的混合物,与冥王星类似。齐娜有一颗卫星,科学家暂时称之为加布里埃尔,他是好战公主齐娜的随从。

皮亚齐于1801年1月1日发现。其平均直径为952公里,是小行星带中最大最重的天体。谷神星4.6个地球年才绕太阳公转一周。

鸟神星(Makemake,马奇马奇)的直径大约是冥王星的四分之三。鸟神星没有卫星。最初被称为2005 FY9的鸟神星是由迈克尔E布朗领导的团队在2005年3月31日发现的;2005年7月29日,他们公布了该次发现。2008年6月11日,国际天文联合会将鸟神星列入类冥天体的候选者名单内。类冥天体是海王星轨道外的矮行星的专属分类,当时只有冥王星和阋神星属于这个分类。2008年7月,鸟神星正式被列为类冥天体。2008年7月11日,国际天文联合会将这颗天体定为矮行星,并以复活节岛拉帕努伊族原住民神话中的人类创造者与生殖之神马奇马奇为其命名。

妊神星(Haumea,哈乌美亚)的质量是冥王星质量的三分之一。2005年,迈克尔E布朗领导的加州理工学院团队在美国帕洛玛山天文台发现了该天体;2005年,奥尔蒂斯领导的团队在西班牙内华达山脉天文台亦发现了该天体,但后者的声明遭到质疑。2008年9月17日,国际天文联合会将这颗天体定为矮行星,并以夏威夷生育之神哈乌美亚为其命名。

矮行星它们的特点是外幔和表面由冰冻的水和气体元素组成的一些低熔点的化合物组成,有的其中混杂着的一些由重元素化合物组成的岩石质的矿物质,厚度占星体半径的比例相对较大,但所占星体相对质量却不大,内部可能有一个岩石质占主要物质组成部分的核心,占星体质量的绝大部分,星体体积和总质量不大,平均密度较小,一些大行星的卫星也具有这种类似冰矮星的结构,像木卫二、三、四,土卫一、六等。对于行星级的冰矮星来讲,最大的是齐娜,直径大约2400公里,最小的卡戎,直径约800公里左右。像谷神星这样的距太阳较近的行星,表面的冰物质主要是水,而冥王星和卡戎的表面冰物质主要是水和熔点更低的甲烷、氮、一氧化碳等物质。过去曾将这些矮行星算作小行星中的一类,直到2006年才将它们从一般小行星中分离出来,划作单独的一类,称为矮行星,并把冥王星和冥卫一归入其中。

矮行星的这种星体结构和它产生的地处太阳系外围的低温环境和自身的质量有关,一方面,太阳的温度不足以将它们的由气体元素组成的低熔点物质驱散,另一方面,它们自身原始质量较小,星体本身不能将氢氦等较轻的轻元素气体束缚住。

但星体收缩产生的热量也不能将较重一些的气体元素组成的化合物如水和碳氢化合物等完全驱散,而会保留下一部分,同时它的足够的引力又使它足可以形成分层的物质结构,使较轻的物质浮于较重的由重元素组成的岩石质物质的表面,并随着星体以后的冷却,在表面上凝固下来,因此,会形成具有这种物质结构的星体。

名称 分类 直径 质量

冥王星的卫星,因为到如今都还没有明确的规范来区分“双星”(这里指的是两颗行星、矮行星或小行星)与附属卫星。在第26届国际天文联会会员大会原来的决议草案(5)中,卡戎可能成为矮行星,原因是:

卡戎的大小与形状满足成为行星的条件。(在最后决议中,皆成为矮行星的必要条件)

卡戎与冥王星的质量比,使得两者的质心位置落在两者之间的空间中,而非在冥王星表面内的一点。

然而,这个定义在最后决议文本中并未被保留,在未来也不知是否会被加入。若相似的定义被采纳,卡戎将成为矮行星的一员。

第二、第三和第四大的小行星(4号灶神星、2号智神星与10号健神星)也都可能成为矮行星,只要它们能达到流体静力平衡的形状(椭球体)。但当前还没有足够佐证资料。

矮行星质量和大小的上下限,在国际天文联会会员大会的5A决议案中并没有规范,没有严谨的上限,即使一个比水星还大的天体,若未能将邻近轨道的小天体清除掉,也许仍然会被归类为矮行星。

2006年国际天文联合会对太阳系的成员做了定义,将“矮行星”定为新的天体分类,当时列有3颗,分别为谷神星、冥王星及阋神星Eris(2003 UB313)。2008年分别又增列了鸟神星Makemake(2005 FY9)及妊神星Haumea(2003 EL61),当前计有5颗矮行星(2008/12/11)。

谷神星是西元1801年意大利的天文学家Piazzi所发现的,过去一直都被列为小行星,且为小行星群中体积最大的1颗,本体直径为960 × 932公里,绕日公转周期为4.60年,2006年的新行星定义之后改列为矮行星。

矮行星冥王星是西元1930年美国罗威尔天文台的天文学家C.W.Tombaugh所发现的,在过去一直被视为9大行星之一。它在行星中是最小的1颗,比我们月球还小,另其公转轨道面相对于黄道的倾斜角17.1度远比其他行星大,再加上公转椭圆轨道偏心率为0.249,使得其近日点在海王星的轨道之内,因此数年以来冥王星算不算是行星的问题不断被提出来讨论,2006年的新行星定义之后将其改列为矮行星。

Eris(2003 UB313)于2003年由美国Palomar天文台的天文学家Mike Brown等所发现的,本体直径约为2400公里比冥王星还大一些,因此发现后使得大家重新评估行星的定位问题。2006年的新行星定义之后将其列为矮行星之一,是当前体积最大的矮行星。

Makemake(2005 FY9)于2005年3月31日由美国Palomar天文台的天文学家Mike Brown的团队所发现,被国际小行星中心编为第136472号小行星。2008年7月11日国际天文联合会将其列为矮行星的第4颗。

Haumea(2003 EL61)于2005年7月29日由西班牙Sierra Nevada天文台天文学家J. L. Ortiz及其研究团队在分析2003年过往资料时所发现。2006年9月7日被国际小行星中心编号为136108号小行星。2008年9月17日国际天文联合会将此小行星归类为第5颗矮行星,并以“Haumea”命名。

国际天文联合会在2006年的6a决议案认为冥王星是海王星外天体的一种新类型的原型。这种类型的命名和确实的性质当前虽尚未被国际天文联合会指定,但会在未来做确认;在寻求结论的辩论中,pluton和plutonian这两个名字都被否决而未获得通过。

在2008年6月11日,国际天文联合会的执行委员会宣布了一个新名词 - 类冥矮行星,其定义为:所有在海王星之外的矮行星都是类冥矮行星。


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