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号(Horizon)探测器将于2015年飞越冥王星,届时,大部分冥王星大气层可能已经凝结,并将其表面“永久”
隐藏在季节性氮冰之下[2]。
冥王星的自转周期为6.4天,与它最大的卫星冥卫一的公转周期相同,与此同时,冥卫一也在同步自转。
这种关系是强潮汐的结果,意味着冥王星和冥卫一永远以同样的一面面向对方。
冥卫一在大小和质量上与冥王星比例接近,比其他任何行星或矮行星与自己最大卫星的比例都要大。
冥卫一的质量大约是冥王星的12%,它的轨道距离冥王星中心只有17个冥王星半径。
相比之下,月球的质量仅为地球的1.2%,轨道半径为60个地球半径。
冥卫一离冥王星很近,这解释了为什么它直到1978年才被发现。
冥王星的两颗较小的卫星冥卫二(Nix)和冥卫三(Hydra)是在2005年被发现的,它们的轨道在冥王星的轨道平面上,与冥卫一形成接近4∶1和6∶1的轨道共振。
在冥王星表面看到的冥卫一的大小,等于在地球上看到的月球的大小的8倍。
由于冥王星和冥卫一的相对质量非常接近,它们的共同质心(“重心”
)不在冥王星内部,而在两个天体之间的空间点上。
尽管已经知道了像(90)休神星这样的双小行星,还有像2001QW332(直径为200千米的双生子)这样的双柯伊伯带天体,但是冥王星和冥卫一依然是大到足以算作行星或矮行星的天体中,体量最为接近的一对。
冥卫一的表面主要是水冰和微量的氨。
它的密度比冥王星小,但仍然足以形成一个坚固的岩石内核。
冥卫一可能是一个相对平淡的、布满陨石坑的星球,而冥王星可能会像其表面物质多样性所显示的那样,通过地质活动给我们留下深刻的印象。
可能还有一点能让冥卫一比冥王星更引人注目,那就是冥王星的轴倾角是119.6°(大于90°意味着它的自转是逆行的),而冥卫一的轨道正好在冥王星的赤道平面上,因此,相对于它们围绕太阳的联合轨道而言,冥卫一的轨道有很大的倾斜度。
冥卫一受到的来自太阳和冥王星的竞争性潮汐拉力足够强大,可能在冥卫一冰幔内的某处引发融化。
如果是这样的话,未来就有趣了。
冥卫一有一个类似于木卫二的表面,在冥卫一表面之下甚至还有一个潜在的孕育生命的海洋。
迄今为止,我们取得的最好的提示来自2007年获得的红外光谱。
通过这些红外光谱,我们发现,冥卫一表面的水冰仍处于原始的水晶体形式,而不是冰的无定形亚微观状态,这种状态暴露在太阳紫外线辐射和宇宙射线轰击下的时间已经超过数万年。
冥卫一的间歇泉能对此作出最简单的解释。
像土卫二上的羽状物那样,冥卫一的间歇泉会从内部喷射出新鲜的冰。
其余的海外天体
表7列出了在撰写本文时,冥王星和其他10大海外天体的排名。
其中阋神星(Eris)、鸟神星(Makemake)和妊神星(Haumea)被正式认定为矮行星。
妊神星是扁平的,这要么是因为它的自转周期只有4小时,非常快,要么是因为碰撞。
表7中的天体都是经典的柯伊伯带天体,除了阋神星、2007OR10(黄道离散天体)、2002TC302(与海王星的轨道共振为5∶2)、伊克西翁(Ixion,冥族小天体)和塞德娜(Sedna)。
塞德娜以一种奇特的方式位于黄道离散天体之外,它有一个高度椭圆的轨道,远日点在距离太阳975AU处。
表7 最大的海外天体
续表
除冥王星外,人们对表中天体的大小知之甚少(即使是表中给出近似数值的天体)。
这些海外天体的尺寸是基于对反照率(天体反射入射光的百分比)的假设估算出来的。
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