从44亿公里外的冥王星看,太阳是啥样子?还有白天吗?

早在1840年,代奥本·勒维耶就通过数据与牛顿经典力学,预测了冥王星的存在。在快百年以后,克莱德汤博发现了冥王星,此后,天文学界一直将冥王星视作第九大行星。在2005年,天文学家在太阳系发现了一个更加“重量级”的选手——阋神星。


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自此,冥王星跌落神坛,作为第九大行星的位置不再,自己也被排除行星之类,被重新定位成矮行星

这颗过去的行星,究竟藏有什么秘密呢?作为曾经的太阳系中的行星,真如地球一样,能在星球表面上看到太阳吗?冥王星的白天和黑夜又是怎么样的呢?


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冥王星上看到的太阳‍

首先得肯定一点,在冥王星是肯定能看到太阳的,毕竟过去也算是绕着太阳公转的第九大行星,如今的太阳系中第三大的矮行星,太阳这颗恒星对冥王星这颗矮行星起到的作用是毋庸置疑的。

但是,在冥王星上看到的太阳究竟是什么样子呢?和地球上看到的太阳是否有所不同呢?

以地球上观测太阳为例,当地球处于远日点日点的时候,与太阳的距离也不过1.521亿千米,而冥王星即使在近日点,也与太阳有着44亿千米的距离。这中间差有着44倍的差异。如果在地球夏天观察太阳有个保龄球的大小的话,冥王星即使在近日点,离太阳最近的时候,看到的太阳的大小不过一颗弹珠大。而当冥王星远离太阳时,太阳更是小得不行,只有珍珠大小


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正是因为有着这个距离,所以冥王星表面常年积冰,据推算,冥王星表面上常年保持在零下两百摄氏度左右。

昼夜交替‍

在太阳系中的星球上能否看到黑夜与白天,主要取决于它的自转和公转周期。以地球为例,地球上的一天也就是我们常说的23小时56分。而地球的自转轴经由天文学家观测,是无限和地日连线垂直的,所以我们的地球上的“一天”变化不明显,每日都可以完成一个稳定的昼夜交替。

白天指的是地球被阳光照亮的时候,而这是由太阳高度角来决定的。太阳高度脚大于0度,在这一半地区,看到的太阳就是在地平线上。当太阳刚升起,也就是我们常说的“天蒙蒙亮”的时候,太阳高度脚是大于2度的。黑夜指的是太阳移动到了地球的背面,没有太阳光的存在,地球处在自己的阴影的时候。这时的太阳高度角是小于零度的,而地球自转一周,正好形成了昼夜交替的现象。


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公转则是影响了昼夜的时长。因为地轴倾斜的缘故,在一年中,各地的白昼与黑夜的持续的时间不同。比如以我们中国为例,在六七月份的白昼时间大于十一、十二月份。这是因为在六七月时我们所处的位置离太阳近一点,而在十一、十二月份是我们离太阳最远的时候,这就导致了我们在一年中,所受的日照时间不同。


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冥王星上的白天黑夜又是个什么情况呢?这得由冥王星的公转和自转的轨道与时间来进行推测。

冥王星的公转轨道非常有特点,在阎神星还未被发现,冥王星还被当作第九大行星时,它就已经在行星中鹤立独行了。太阳系的八大行星的公转轨道基本在同一平面,但冥王星却不和其余八大行星保持一致。冥王星的公转轨道与黄道面高度倾斜,相较于其他八大行星,冥王星所在的公转平面要倾斜了17度左右

更神奇的是,冥王星的公转轨道竟然与海王星有部分重合。不过二者却不会相撞,二者公转的时间不同,并且由天文学家的数值显示,冥王星和海王星在数百万年内,运动轨迹都并无太大变化,也就是说冥王星这颗矮行星和海王星这颗行星的公转机制是稳定的。


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距太阳最远74亿公里,最近为44亿公里的海王星,公转周期非常长。自1930年克莱德汤博发现冥王星以来,它还没有公转过一周——冥王星的公转周期实在是太长了,它的公转周期为247.94年

超长的公转周期,与近日点、远日点的相距甚远,导致冥王星在公转周期内,白昼变化极大。当冥王星处于近日点时,能够感受到一定的太阳辐射,这时的太阳还是有一定的大小,有明显的白昼黑夜之分当冥王星处于远日点时,在冥王星看到的太阳就如同在地球上的看到的星星一样了。这时在冥王星上是没有明显的白昼黑夜之分的,这时冥王星表面只有约四分之一被阳光照射到了,而另外四分之三则完全隐没在一片黑暗之中。


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再来看冥王星的自转。冥王星自转一周需要153.46个小时,即6.39个地球日。又因为冥王星的自转轴没有和地日垂直,而是形成了一个约120度的夹角。这就导致冥王星的“一天”并不稳定,冥王星上存在着极端的季节变化。如果你在近日点,站在冥王星的北半球的一处,你将约有两天的时间处于白昼中,而剩余时间则身处黑暗直到6.39天再进行一个循环。这就是冥王星上的白昼与黑夜。


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对冥王星的探索‍‍

过去,人们对冥王星的了解是很少的。因为冥王星实在离我们地球太远了。冥王星离我们地球差不多48亿公里远。开着我国目前最快的,每小时可以跑1300千米的歼八从地球出发往冥王星飞,都要飞六百多年。直到后来,科技进步了,有了喷射火箭和宇宙飞行器的出现,探索未知的冥王星才又被提上了日程。


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2006年1月,美国航天局发射了新视野号,朝着太阳系边缘进军。这个飞行器历经了九年的风雨,终于在2015年7月14日,飞行到了冥王星的上空。它拍回的高清照片,让我们重新认识了冥王星,这个离地球距离最远的“亲戚”。

和过去推测的一样,冥王星作为与太阳距离最远74亿公里的矮行星,据新视野号拍摄的冥王星的表面的图案,其表层是覆盖了厚厚的坚冰。离太阳距离过远,导致太阳的热辐射无法传递到冥王星上


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冥王星的表面的坚冰可不是由水构成,而是由超过98%的固态氮组成。固态氮不像干冰那么坚硬,在冥王星表面如同流沙那样流动。因为质量小,体积也小,冥王星的体积甚至还没有月球大。

科学家计算出其密度为2.03±0.06 g/cm3。科学家由它的表层地质和密度推算,冥王星的内部是分层的。冥王星内部的要经过元素衰变放热,这样则导致表面的固态氮在接触热岩石后,会变成冰水混合物。也就是说,冥王星的地下很可能藏有流动的液态水,有液态水就会有生命诞生。科学家也因此怀疑冥王星上很可能存在生命。


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在过去,我们只能凭借着模糊的图像判断,冥王星的表面存在稀薄大气。但新视野号传回的高清图片,能够让我们较为精准地推测出冥王星表面大气层的厚度。根据新视野号的观察表明,冥王星的大气层也有几百千米厚,有十几个同心的雾层。这些雾层由一种很复杂的有机分子——索林斯构成,这种有机分子与土卫六上的有机分子有本质上的相似。冥王星上方近乎是没有云。因此在冥王星上,能够看到和地球上一样的蓝天。


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天文学家们对于冥王星表面是否存在山脉争论了数十年。正如上文所写,冥王星表面是由固态氮构成。这种形如流沙的物质不容易堆积成山丘,所以冥王星表面也就不可能存在有如地球那样的山峰。但新视野号带回的图片却让人大吃一惊,完全颠覆了人们的认知——在冥王星表明,存在大量的崎岖地面,甚至有山峰超过了4000米的高度。这说明,冥王星表面并不是由固态氮构成,固态氮更有可能是附在岩石山脉上的一层壳。


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而这层壳是在地壳运动时,地下的喷涌而出,受冥王星表面的超低温影响,瞬间冷却凝固变成了固态。在这颗40亿年寿命的矮行星上,日复一日地进行着这样的行为,最终,让冥王星的表面覆盖了一层白皑皑的固态氮

人类对宇宙的探索‍

人类对宇宙的探索一直是没有停下的。早在苏美冷战时,就开始了在航天技术上的竞赛。苏联发射了第一颗人造卫星到太空中,标志着人类正式开启了对宇宙的征程,而后,美国登陆月球,成为了人类第一个太空旅客。

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而如今,各国也都开始发展航天业。我国也在2020年,在月球上展开了鲜艳的五星红旗,可以说,航天的发展是人类未来发展的一个趋势。

越是对宇宙进行研究,越是觉得我们人类的渺小与无知。探索这片宇宙,不仅是为了满足我们人类自身的探知欲,更是为了通过探究这片浩瀚无垠的宇宙,来弄清我们的母星——地球。

过去,人们把牛顿的物理学奉为圭臬,认为牛顿的理论是绝对正确的。实际上牛顿的经典力学在地球范围基本都很实用,可以说,由牛顿建立了而成了一个物理学王国。牛顿的经典力学帮助我们,从万物受力的角度重新认知了这个世界。一直到现在,牛顿的经典力学仍是开启我们未知自然现象的大门的一把钥匙。万事万物也还是离不开“力”。


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但在物理学中,王国再牢固,也有分崩离析的一天。随着人们对世界的认知的刷新,过去的观念有所变化也是再正常不过的事情。在宇宙的深渊中,我们看到了自己的无知。牛顿的经典力学在日常生活中行得通。可是放在遥遥的宇宙,或者放在分子大小的微观世界中,牛顿的经典力学就失去了它的神通

二十世纪初,爱因斯坦的相对论推倒了牛顿由经典力学构建而成的物理大厦。爱因斯坦针对微观世界,提出的相对论,帮助了人们对宇宙万物的理解,让人们重新认识了宇宙学、时空旅行、时空的概念。爱因斯坦方程如今也广泛地运用在天文学的研究中,成了观测和预测天体运动的不可缺少的存在。


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结语‍

随着人类对宇宙的探索,终有一天,我们人类能够揭开宇宙的神秘面纱。未来有一天,我们可能会乘着宇宙飞船在浩瀚的宇宙中漫游,成为别的星球住民眼中的外星人呢。

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页面更新:2024-03-29

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