冥王星是一个天体，目前被认为是矮行星，尽管长期以来它是太阳系中最遥远的行星。2006年，国际天文学联合会决定将其纳入一个新类别：矮行星，因为冥王星缺乏成为行星的一些必要条件。
应当指出的是，关于冥王星本质的争论并不新鲜。当年轻的天文学家克莱德·汤博（Clyde Tombaugh）在1930年2月18日发现它时，一切就开始了。
图1.“新视野”探测器在2015年拍摄的冥王星图像。资料来源：NASA，通过Wikimedia Commons。
天文学家认为也许有一个行星比海王星更远，要找到它，他们遵循了同样的发现计划。他们利用天体力学定律，确定了海王星（和天王星）的轨道，并将计算结果与实际轨道的观测结果进行了比较。
不规则性（如果有的话）是由海王星轨道以外的未知行星引起的。这恰恰是亚利桑那洛厄尔天文台的创始人，热情捍卫火星上智能生命的珀西瓦尔·洛厄尔所做的。洛厄尔发现了这些不规则现象，并感谢他们，他计算出了未知的“行星X”的轨道，他估计其质量是地球质量的7倍。
图2.左边的Percival Lowell和右边的望远镜是Clyde Tombaugh。资料来源：维基共享资源。
洛厄尔（Lowell）死后几年，克莱德·汤博（Clyde Tombaugh）用自制望远镜发现了这颗新恒星，但结果却比预期的小。
这个新星球以冥王星（冥冥中的罗马神）命名。非常合适，因为前两个字母对应于Percival Lowell（该发现的策划者）的缩写。
但是，洛厄尔发现的所谓违规行为不过是他计算中某些随机错误的产物。
冥王星特征
冥王星是一颗小恒星，因此巨海王星的轨道不规则并不是由于它造成的。最初，人们认为冥王星会是地球的大小，但是一点一点的观察导致它的质量越来越低。
根据冥王星及其卫星Charon的联合轨道数据对冥王星的质量进行的最新估算表明，冥王星-Charon系统的质量是地球质量的0.002倍。
它的价值实在太小，无法打扰海王星。这个质量的大部分对应于冥王星，冥王星的质量比Charon大12倍。因此，冥王星的密度估计为2,000 kg / m 3，由65％的岩石和35％的冰组成。
冰冷且不稳定的冥王星的一个非常重要的特征是其围绕太阳的高度椭圆轨道。这导致它不时比海王星本身更靠近太阳，就像在1979年至1999年期间发生的那样。
在这次会议上，恒星从未发生碰撞，因为各自轨道的倾斜不允许它发生，并且因为冥王星和海王星也处于轨道共振中。这意味着它们的轨道周期由于相互引力的影响而相关。
冥王星保留了另一个惊喜：它发出X射线，这是电磁光谱的高能辐射。这并不奇怪，因为“新视野”探测器证实了冥王星上存在稀薄的大气层。当气体薄层中的分子与太阳风相互作用时，它们会发出辐射。
但是钱德拉X射线望远镜发现的发射比预期的要高得多，这令专家感到惊讶。
冥王星主要物理特征摘要
-质量： 1.25 x 10 22公斤
-半径： 1,185公里（小于月球）
-形状：圆形。
-到太阳的平均距离： 59亿公里。
- 轨道倾角：相对于黄道17º。
-温度： -229.1ºC平均。
-重力： 0.6 m / s 2
-自身磁场：否
气氛：是的，昏暗。
-密度： 2克/厘米3
-卫星：迄今已知的5。
-Rings：目前不行。
为什么冥王星不是行星？
冥王星不是行星的原因是，它不符合国际天文学联合会的标准，因此天体被视为行星。这些标准是：
-围绕恒星或其残留物绕轨道运行。
-具有足够的质量，以使其重力使其或多或少具有球形。
-缺乏自己的光。
-具有轨道优势，即排他性轨道，不会干扰另一个星球的轨道，并且没有较小的物体。
尽管冥王星满足了前三个要求，但它的轨道干扰了海王星的轨道。可以说，这意味着冥王星还没有清除轨道。而且由于它没有轨道优势，因此不能视为行星。
除了矮行星外，国际天文学联合会还创建了另一个：太阳系的次要天体，其中发现了彗星，小行星和流星体。
成为矮行星的要求
国际天文学联合会还仔细定义了矮行星的要求：
-围绕恒星旋转。
-具有足够的质量以具有球形。
-不要自己发光。
-缺少清晰的轨道。
因此，行星和矮行星之间的唯一区别在于最后一点：矮行星根本没有“干净”或排他的轨道。
图3.迄今已知的5个矮行星及其卫星。图片底部是地球，仅供参考。资料来源：维基共享资源。
翻译运动
冥王星的轨道非常椭圆，离太阳很远，它的周期很长：248年，其中20年比海王星更靠近太阳。
图4.动画显示了冥王星的高度椭圆轨道。资料来源：维基共享资源。
冥王星的轨道相对于黄道平面的倾斜度最大：17º，因此，当它越过海王星的轨道时，行星相距很远，它们之间没有碰撞的危险。
图5.可以看到，冥王星和海王星的轨道相交，行星相距很远，因此没有碰撞的危险。资料来源：维基共享资源。CC BY-SA 3.0，https：//commons.wikimedia.org/w/index.php？curid = 1200703
存在于两个行星之间的轨道共振是保证其轨迹稳定的那种。
冥王星运动数据
以下数据简要描述了冥王星的运动：
-轨道平均半径： 39.5 AU *或59亿公里。
- 轨道倾角：相对于黄道平面17º。
-偏心度： 0.244
- 平均轨道速度：4.7 km / s
- 转让期限：248年零197天
- 轮换期限：大约6.5天。
*一个天文单位（AU）等于1.5亿公里。
如何以及何时观察冥王星
冥王星离地球太远，肉眼看不到，刚好超过0.1弧秒。因此，即使是业余爱好者模型也需要使用望远镜。此外，最近的模型还集成了可编程控件以查找冥王星。
但是，即使使用望远镜，冥王星也将被视作成千上万个望远镜中的一个小点，因此要区分它，您必须首先知道在哪里看，然后像克莱德·汤姆博（Clyde Tombaugh）一样将其追踪数个晚上。冥王星将成为在恒星背景上移动的点。
由于冥王星的轨道在地球的轨道之外，因此看到它的最佳时机（但必须澄清的是，这不是唯一的一个）是当它处于对面时，这意味着地球位于矮行星和太阳之间。 。
对于火星，木星，土星，天王星和海王星，也就是所谓的更高行星，也是如此。最好的观察是在它们对立时进行的，尽管它们在其他时间当然是可见的。
要了解行星的对立面，建议您访问专门的网站或下载智能手机的天文学应用程序。这样，可以适当地计划观察。
以冥王星为例，从2006年到2023年，它从Serpens Cauda星座转移到了射手座。
旋转运动
冥王星的旋转运动。资料来源：PlanetUser / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0）
冥王星绕着自己的轴旋转，就像地球和其他行星一样。冥王星自转需要6 1/2天，因为它的自转速度比地球慢。
离太阳太远了，尽管这是冥王星天空中最亮的物体，但太阳王看起来比其他恒星稍大一点。
这就是为什么矮行星上的日子在黑暗中，即使是最晴朗的日子也经过的原因，因为稀薄的大气层能够散射一些光。
图6.艺术家绘制的冥王星冰冷景观的渲染图，在左边的海王星和右边，遥远的太阳看起来像一颗巨大的恒星。即使在白天，行星仍在持续昏暗。资料来源：Wikimedia Commons.ESO / L。Calçada/ CC BY（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0）。
另一方面，其旋转轴相对于垂直线倾斜120º，这意味着北极低于水平面。换句话说，冥王星像天王星一样转身。
这个倾角比仅23.5º的地球轴的倾角大得多，因此冥王星的季节是极端且漫长的，因为绕太阳公转只需要248年的时间。
图7.相对于垂直方向倾斜120º的地球左转轴和冥王星右转轴之间的比较。资料来源：F. Zapata。
许多科学家认为，像金星和天王星那样逆行旋转，或者像天王星和冥王星一样如此倾斜的旋转轴，是由于其他大型天体造成的偶然撞击所致。
如果是这样，还有一个重要的问题要解决，那就是为什么冥王星的轴精确地停在120º处，而不是停在另一个值处。
我们知道天王星在98º处做过，金星在177º处做过，而离太阳最近的水星水星的轴完全垂直。
该图显示了行星旋转轴的倾斜度，因为该轴是垂直的，所以在水星中没有季节：
图8.太阳系八个主要行星的旋转轴的倾斜度。资料来源：NASA。
组成
冥王星是由岩石和冰组成的，尽管它们看起来与地球的岩石有很大不同，因为冥王星的温度令人难以置信。科学家估计，矮行星的温度范围在-228ºC至-238ºC之间，南极洲的最低温度为-128ºC。
当然，化学元素很常见。在冥王星的表面上有：
-甲烷
-氮
-一氧化碳
当冥王星的轨道使其更靠近太阳时，热量会将这些物质中的冰蒸发掉，这些物质成为大气的一部分。当它移开时，它们会冻结回到表面。
这些周期性的变化会导致冥王星表面出现明暗区域，这些区域会随着时间而交替变化。
在冥王星上，通常会找到奇怪的粒子，称为“ tholins”（由著名的天文学家和普及者Carl Sagan给它们命名），这些粒子是由太阳发出的紫外线分解甲烷分子并将氮原子分离而产生的。尽管更无序，但所得分子之间的反应形成了更复杂的分子。
索林不是在地球上形成的，而是在太阳系外层的物体中发现的，使它们呈粉红色，例如土卫六的土卫六上的土卫六，当然还有冥王星上。
内部结构
到目前为止，一切都表明冥王星具有由硅酸盐形成的岩石核，并可能被冰水覆盖。
行星形成理论表明，最稠密的粒子聚集在中心，而较轻的粒子（如冰）保留在上方，构成地幔，即核与表面之间的中间层。
在地表以下和冷冻地幔上方可能会有一层液态水。
图9.冥王星的内部结构。资料来源：维基共享资源。PlanetUser / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0）。
由于存在放射性元素，行星内部非常热，放射性元素的衰变会产生辐射，辐射的一部分会随着热量传播。
放射性元素本质上是不稳定的，因此它们倾向于转变为其他更稳定的元素，连续发射粒子和伽马射线，直到达到稳定性为止。取决于同位素，一定量的放射性物质会在几分之一秒内腐烂或花费数百万年。
地质学
冥王星的冷表面主要是冷冻的氮气，其中含有微量的甲烷和一氧化碳。最后两个化合物在矮行星的表面上分布不均匀。
图像显示出明暗区域以及颜色变化，这表明在某些地方存在各种形式的化合物和某些化学物质。
尽管很少有阳光到达太阳，但紫外线足以在稀薄的大气中引起化学反应。以这种方式产生的化合物与表面上的雨雪混合，使它的颜色介于黄色和粉红色之间，从望远镜可以看到它们。
关于冥王星地质的几乎所有已知事都归功于“新视野”探测器收集的数据。多亏了他们，科学家们现在才知道冥王星的地质情况出奇地多样：
-冰原
-冰川
-冷冻水山
-一些陨石坑
-低温火山喷发，喷出水，氨和甲烷的火山的证据，与喷出熔岩的陆地火山不同。
冥王星卫星
冥王星有几颗天然卫星，其中Charon是最大的。
有一段时间，天文学家认为冥王星比实际的要大得多，这是因为Charon如此紧密且几乎是绕轨道运行。这就是为什么天文学家起初无法区分它们的原因。
图10.右侧的冥王星及其主要卫星Charon。资料来源：维基共享资源。
1978年，天文学家James Christy通过摄影发现了Charon。它的大小是冥王星的一半，它的名字也来自希腊神话：夏隆是把灵魂运送到冥界或冥王王国的渡轮。
后来，在2005年，借助哈勃太空望远镜，发现了两个小卫星Hydra和Nix。然后，分别在2011年和2012年出现了Cerberus和Styx，它们都具有神话般的名字。
这些卫星还具有围绕冥王星的圆形轨道，并可能被从柯伊伯带捕获。
冥王星和夏隆形成了一个非常有趣的系统，其中质心或质心位于较大物体的外部。另一个非凡的例子是太阳木星系统。
两者也彼此同步旋转，这意味着始终显示相同的面孔。因此，夏隆的轨道运行周期约为6.5天，与冥王星相同。这也是Charon围绕其轴旋转一圈的时间。
图11.冥王星及其卫星Charon的同步旋转。资料来源：维基共享资源。Tomruen / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0）。
许多天文学家认为，这是将两对视为双行星的充分理由。这种双星系统在宇宙物体中并不罕见，在恒星中通常会找到双星系统。
甚至有人提出，地球和月球也被认为是双星行星。
Charon的另一个有趣之处是其中可能包含液态水，液态水会通过裂缝到达表面并形成立即冻结的间歇泉。
冥王星有戒指吗？
这是一个很好的问题，因为冥王星毕竟处于太阳系的边缘，曾经被认为是行星。而且所有外行星都有环。
原则上，由于冥王星有两个足够小的重力重力卫星，因此对它们的撞击可以使物质升起并散布到足以积聚在矮行星的轨道上，形成环。
但是，来自NASA的“新视野”任务的数据表明，冥王星目前没有振铃。
但是环形系统至少在天文时期是临时结构。目前有关巨型行星环系统的信息表明，它们的形成是相对较新的，并且一旦形成，它们便会消失，反之亦然。
冥王星任务
新视野号是美国宇航局（NASA）指派的任务，用于探索冥王星，其卫星和柯伊伯带中的其他天体，该区域围绕太阳，半径为30至55天文单位之间。
冥王星和夏隆星是该地区最大的天体，其中还包含其他物体，例如彗星和小行星，即太阳系的所谓的小天体。
快速的“新视野”探测器于2006年从卡纳维拉尔角升空，并于2015年到达冥王星。它获得了大量图像，这些图像显示了矮行星及其卫星以前看不见的特征，以及磁场测量，光谱学等。
New Horizons今天继续发送信息，并且现在距离柯伊伯带中间的地球约46 AU。
在2019年，他研究了名为Arrokoth（Ultima Thule）的物体，现在预计他将很快进行视差测量并从与地面完全不同的角度发送恒星图像，这将用作导航指南。
预计新视野还将继续向至少2030年之前发送信息。
参考文献
- Lew，K.，2010年。太空：矮行星冥王星。马歇尔·卡文迪许。
- 锅。太阳系探索：冥王星，矮行星。从以下网站恢复：solarsystem.nasa.gov。
- 冥王星的家。发现之旅。从以下网站恢复：www.plutorules。
- 鲍威尔，M。《夜空中的裸眼行星》（以及如何识别它们）。从以下网站恢复：nudeeyeplanets.com
- 种子，M.2011年，《太阳系》。第七版。圣智学习。
- 维基百科。冥王星的地质学。摘自：en.wikipedia.org。
- 维基百科。冥王星（行星）。摘自：es.wikipedia.org。
- 他们发现冥王星会发出X射线，取自es.gizmodo.com。