矮行星
ǎi xíng xīng
矮行星是一个绕太阳运行、但尚未清空其轨道附近区域的球形天体;冥王星、谷神星和阋神星都是矮行星的例子。
Definition
矮行星是一个绕太阳运行、但体积太小、无法清空自己轨道附近其他天体的球形世界;冥王星是其中最有名的一个,矮行星都是真实存在的世界,拥有山脉、冰层,有时还有卫星。严格地说,矮行星必须绕太阳运行,质量必须大到足以让引力把它塑造成球形,尚未清空其轨道附近区域,并且不是某颗行星的卫星。国际天文学联合会目前认定了五颗矮行星:位于小行星带的谷神星,以及位于柯伊伯带区域的冥王星、阋神星、鸟神星和妊神星,预计未来还会认定更多。谷神星是一个经过分异、拥有富水幔层的天体,海王星轨道以外的这些矮行星则是表面覆盖着氮、甲烷和水冰的冰岩天体;冥王星与海王星处于 $2{:}3$ 的轨道共振关系中,每绕太阳两圈,海王星正好绕三圈,这使得两者的轨道虽然相交,却从不会真正靠近相撞。
Example
冥王星拥有五颗卫星,还有由水冰构成的山脉。谷神星是小行星带中最大的天体,也是一颗矮行星。冥王星的直径约为 $2{,}380\ \text{km}$,比地球的月球还要小。它绕太阳一周需要 $248$ 年,平均距离约为 $39$ AU;由于轨道倾斜且十分拉长,它有时甚至会比海王星更靠近太阳。2015年7月,新视野号探测器飞掠冥王星,发现了史普尼克平原,这是一片没有陨石坑的氮冰平原,说明这片表面在最近几百万年内曾因冰层的对流作用而被重新塑造。
Key Insight
冥王星在2006年被重新分类时,本身并没有缩小或发生任何变化;只是科学家们了解到它在柯伊伯带中还有许多邻居,因此更新了行星的定义。阋神星的质量比冥王星还要略大一些,它在2005年的发现,迫使人们不得不面对这样一个问题:如果冥王星算行星,那为什么阋神星以及未来可能发现的类似天体不算呢?矮行星这个类别反映的是一种真实的物理差异:冥王星在其轨道区域中所占的质量比例微乎其微,而八大行星中的每一颗,其质量都是所在区域其他物质总质量的数千倍甚至更多。