冥王星

冥王星是距太阳最远的1颗大行星，它在距离太阳平均为59亿千米的地方绕太阳旋转。这个距离差不多是日地距离的38倍，即38个天文单位。但是冥王星轨道的偏心率比较大，达到025，它的轨道面与黄道面的夹角也比较大，高达17°。由于这两个突出的特点，造成了冥王星的奇异运动。

冥王星的轨道非常扁，它在近日点时到太阳的距离只有298天文单位，这比海王星离太阳还近。在这段时间里冥王星把“太阳系中最远的1颗行星”的称号让位给海王星了。例如从1979年1月21日起一直到1999年3月14日的这一段时间里，它都比海王星更靠近太阳。

也许有人会问海王星和冥王星的轨道会不会相交，也即这两颗行星会不会碰撞到一起呢？本来这确是一个应考虑的问题，但是想到冥王星轨道面与黄道面的交角高达17°，就知道这两颗行星是不会碰撞到一起的。冥王星绕太阳转159圈就会有一次与冥王星非常靠近的机会，它们就像在立体交叉桥上行走的车辆一样，各自飞驰而过绝不会相撞的。

冥王星、海王星和天王星的公转周期存在着近通约性，在大约500年的时间里，冥王星公转2圈，海王星公转3圈，天王星公转6圈。因此，这3颗行星每隔一定的时间便会互相接近。

冥王星距离太阳非常遥远，它在寒冷阴暗的太空中跚跚而行，绕太阳运行1圈的时间为248年。自从1930年发现冥王星以来已经过去了50多年，可是冥王星在它绕太阳旋转的道路上，仅仅只走过一圈的1／5路程。

当人们发现冥王星以后不久，人们就发觉它的亮度有变化，但是限于当时的技术水平不能对这种变化进行准确的测量。一直到50年代，利用光电方法才测出冥王星的亮度变化周期是6天多。1971年到1973年对这种亮度的变化又做了更加准确的测量，得出变化周期为6天9小时17分，亮度变化的幅度为022个星等。冥王星亮度变化的原因很不好解释，科学家们经过仔细地研究，认为可以用冥王星的自转和它表面反射太阳光不均匀的理由来解释。冥王星的自转与大多数行星不一样，它的自转和天王星的自转方式很相象，也是侧向旋转的，它的自转轴与公转轴的交角大于60°。

由于冥王星离我们太远了，以至从发现这颗行星以来，对于它的大小、质量等物理特性一直还没有定论。过去根据它对天王星、海王星轨道的摄动所推算出的质量很不准确。在1971年以前所定的冥王星质量是08地球质量，1971年时经过计算修定为011地球质量；一直到1978年发现冥王星的卫星以后，才比较准确测出冥王星的质量，所测定的数值与原来计算的数值相差很大，仅仅是地球质量的00024，也即143×1025克。

冥王星的质量在九大行星中是最小的一个了，而且它不但比九大行星的质量小，还比月球的质量小哩！

冥王星的视角径太小了，很难测定出来，因此它的大小就更不容易测定准确了。最早时算定它的直径为6400千米。1950年柯伊伯经过重新计算定为5000～6000千米。后来通过对冥王星掩恒星的观测，又定出它的直径不大于5800千米，根据亮度和距离确定它的直径下限为2000千米。发现冥王星卫星以后，算得它的直径为2400千米。目，前公认冥王星的直径为2400～2900千米。按照这个数值，它不但比地球、火星小，而且比水星的直径还小，在太阳系九大行星中代替水星成为直径最小的1颗大行星。不但如此，冥王星还比许多卫星小，就连围绕着地球旋转的月亮也比冥王星大。在太阳系中冥王星排不上老九，它只能列在第16位上。

冥王星实在太遥远了，太阳光到达那里需要走5个多小时。在冥王星上看天空上的太阳，它的直径还及地球上看到的太阳直径的1／50。在那里接收到的太阳的热量仅及地面上接收太阳热量的万分之六，估计其日照表面的温度为50K右，背面为20K左右。在如此低的温度之下绝大部分物质都凝结为固态和液态，所以估计在冥王星的表面覆盖着一层冰冻的甲烷。冥王星上是否有大气还不知道，科学家们推测在那里只有氢、氖、氦还可能是气态的，如果存在的话也是极稀薄的。由于冥王星质量小，极度寒冷，上面大气极稀薄，所以不存在热作用和风化作用。因此在漫长的岁月里，那里几乎没有发生过什么变化，大概它还保持着四五十亿年前它刚刚诞生时的形态。天文学家们认为对冥王星的研究，可以帮助我们了解太阳系的早期历史。

说到冥王星的卫星，它被发现的时间还不长。那是1978年6月22日的事。那一天美国的克里斯蒂发现望远镜里的冥王星的星象有些拉长了，于是他推断这是由于冥王星的卫星造成的。于7月7日克里斯蒂宣布了这一发现，不久其它一些天文台也证实了这颗卫星的存在。由于它们离我们太远了，所以就是在大口径的天文望远镜里也不能把它们分开，看起来好像这颗星被拉长形成扁长的星象了。

这颗卫星暂定名为1978P1，又叫卡戎。卡戎是地狱之王哈得斯手下的人，他守护在进入地府的冥河之上。凡是亡灵来到地狱时，都要通过卡戎的关口，然后由卡戎用渡船把这些亡灵送过冥河到地狱那边去，所以人们都称卡戎为“冥河艄工”。

卡戎卫星的直径大约为800～960千米，它在距冥王星19000千米处的轨道上绕冥王星旋转。有趣的是冥王星的卫星转动周期恰与冥王星的自转周期相同，都是63867天。因此这颗卫星是一个同步卫星，在对着卫星的冥王星大地上，可以看到天空上悬挂着一个静止不动的大月亮，这真是行星世界中一个十分奇特的景象。

冥王星的发现在科学上的影响是十分巨大的，它显示了人类探索宇宙、征服自然的高超本领。冥王星的发现不但使太阳系的边界又扩大了，而且对冥王星的研究又给我们带来许多意想不到的事情，提出了许多未解之谜。例如冥王星的大小比预言的小得多，它的运动方式十分奇特，它对天王星、海王星的摄动也不能给予合理的解释……。对于冥王星及其卫星的情况，都有待于今后进一步的观测和研究。

相信今后对太阳系的研究将会有更大的突破，航天技术和宇航事业的发展为我们提供了前所未有的探测手段，行星际空间探索将会展现出一个美好的前景！

冥王星的发现

海王星找到以后，发现天王星的观测位置还是不能和计算位置完全相符，于是有人提出，是否在海王星之外还有1颗大行星呢？由于这颗大行星太远了，很难看到它。和发现海王星的方法相同，本世纪初，美国洛威尔天文台完成了海王星之外行星位置的推算工作，并于1930年由另一个年轻的天文学家董波发现了它，取名冥王星。

在20世纪初，天文学家们发现，天王星和海王星运动的轨道，总是同天体力学计算的轨道相偏离。在这种情况下，就怀疑在海王星轨道以外可能还有1颗大行星，在牵引着这两颗行星。为此，天文学家们积极地寻找着这颗未知的行星。但要在有几万颗甚至几十万颗星的照片上，寻找出一颗陌生的、极为普通的行星来，那是相当困难和艰巨的。直到1930年1月21日，美国天文学家汤博在双子星座的照片里，好不容易才找到了这颗行星，它就是“冥王星”。

远离太阳的冥王星

冥王星离太阳有3987天文单位，太阳发出的光要经过5时27分才能到达冥王星，可见冥王星离太阳是多么遥远了。在冥王星上看太阳，太阳就像一颗明亮的恒星。因此冥王星是一个黑暗、寒冷的世界，温度低到零下240℃。

冥王星是九大行星中最小的一个。据推算，它的直径是2700千米，体积只有地球的1％。冥王星的质量也是九大行星中最小的，约是地球的1／400。又据有关资料分析，冥王星表面覆盖着一层冰冻的甲烷，是甲烷冰在反射着太阳光。冥王星上没有大气层。

冥王星绕太阳运动的轨道很扁，是九大行星中轨道最扁的一个。当冥王星运行到离太阳最近的近日点时，离太阳不到30天文单位，比海王星离太阳都近。当冥王星运行到远日点时，离太阳有50天文单位，这就比海王星离太阳要远了。冥王星绕太阳公转完1圈要248年，但从冥王星发现到现在，它只走了1／5圈。

冥王星的自转周期，在Ⅲ世纪70年代才测出来，为6天9小时。它的自转轴和公转的轨道平面间的夹角小于30°。因此冥王星的运行中，它的身子侧得很厉害，但还不像天王星那样几乎是躺在轨道上。

1978年7月7日，美国海军天文台的克里斯蒂发现冥王星的1颗卫星。从此，冥王星便进入拥有卫星的大行星行列。这颗卫星被取名为“查龙”。这是太阳系中独一无二的1颗天然的同步卫星。它的圆形轨道位于冥王星的赤道上空，绕冥王星公转和自转1周的时间正好相同，都为6387天。由于冥王星也有同样的自转速度，所以“查龙”卫星总是高悬在冥王星赤道一个地方的天空。

冥王星被发现以后，问题仍然没有解决；因为天王星的计算轨道，还是和实际观测到的不相符合。而海王星的计算轨道，也只是近似符合，时间越长误差越大。所以直到现今，天文学家们还在探索太阳系的第10颗大行星。

冥王星的卫星

据美国海军部门1978年7月间宣布，美国海军天文台的克里斯蒂用口径155厘米的望远镜在1978年4月13日、4月20日和5月12日拍摄了冥王星的照片。经过精密测量，发现冥王星小小的圆面稍稍拉长了。他追查1965年和1970年拍摄的旧照片，也发现这种现象。这个现象似乎表明，冥王星旁边有1颗卫星，比冥王星暗几倍到10几倍，由于冥王星离我们太远，以致在大望远镜里也不能把它们分开。例如，气象站的风速计，一根横杆连着两个圆球，在疾风中旋转不停，从远处看去，两个圆球仿佛融成一体，只能察觉它时扁时圆的形状变化。那么，冥王星圆面拉长的现象是不是表明它有1颗卫星呢？当时，还难于肯定。1978年7月2日和5日，克里斯蒂再次拍摄了冥王星的照片。7月6日智利托洛洛山天文台用口径400厘米的望远镜也拍摄了冥王星的照片并作了研究，终于证实这颗卫星的存在。国际天文学会接到这个消息后，立刻把这项最新发现用快报发送到世界各地的天文台，呼吁天文学家们继续对这颗新发现的冥王星的卫星进行监测和研究。

冥王星卫星的发现，在天文学上具有重要意义。为了说明它的意义，最好从冥王星本身谈起。

大家知道，太阳系九大行星中距离太阳最远的就是冥王星。它的发现，比太阳系的其它八大行星都迟。1930年以前，人们还不知道它的存在呢！那么，它是怎样被发现的呢？本世纪初，天文学家分析了天王星和海王星的运动，发现它们总是偏离天体力学计算的轨道，因而推测海王星之外可能还有1颗行星。由于这颗行星的引力作用，天王星和海王星的运动受到干扰，在天文学上叫做“摄动”。但是，经过多年的搜索，始终没有发现新的行星。天文学家们制造了1架专门的望远镜，继续在星空巡视。直到1930年1月21日，美国青年天文学家汤博才在双子星座里找到第九颗行星——冥王星。

冥王星离太阳5900000000万千米，接收的太阳光还不及地球的1／1500。那里到处是黑暗和寒冷。天文学家给这颗行星命名时，想起希腊神话中冥府之神——冥王普鲁托。普鲁托独自住在那阴森的地下宫殿里，十分寂寞，和这颗黑暗、寒冷的行星的景况相似。因此，天文学家把这颗行星命名为“冥王星”。

冥王星的亮度很弱，只有用大望远镜才能观测到。不过，在用世界上最大的望远镜拍摄的照片上，冥王星也仅仅像一粒小米，又小又暗。

冥王星绕太阳运行1周，约248年。换句话说，冥王星的1年竟有248个地球年之久。它在天球上的运动极其缓慢，同恒星几乎没有多少差别。尤其是，冥王星的运动轨道具有不少特殊的性质。例如，其它行星的轨道大多很圆，而冥王星的轨道则是扁长的，而它的轨道平面也与众不同。如果把地球的轨道平面——黄道面作为基准，其它行星的轨道面和黄道面倾斜的角度大多不超过4度，唯独冥王星的轨道倾斜竟大到17度。

另外，冥王星虽然处在太阳系边远区域，但它的许多性质却和靠近太阳的几颗行星相似。由于冥王星的这些奇特个性，人们对它的来龙去脉发生疑问：冥王星似乎不是1颗独立的行星，也许最初是海王星的1颗卫星，后来由于某种原因摆脱海王星的引力，才“自立门户”。另外一种说法，冥王星仿佛是恒星际空间一只“迷途的羔羊”。偶然进入太阳系，被太阳“捕捉”，成了太阳的行星。到底哪种说法正确？或许，两种说法都不正确。在冥王星的问题上，众说纷纭，一个很重要的原因，是对它的面目还认识不清。

我们知道，要了解行星的密度、成分和内部结构，首先要弄明行星的质量。对有卫星的行星，利用开普勒第三定律，从观测中可以精确地定出它们的质量。如果行星没有卫星，只能从它对邻近行星的摄动来推算它的质量。当然，这类摄动一般很小，因此质量的测定不如第一种方法精确。自从1930年发现冥王星以来的40多年间一直没有发现冥王星有卫星，冥王星的质量只能从它对天王星和海王星的摄动来推算，结果是冥王星相当于地球质量的9／10。可是，冥王星的躯体又很小，因此其密度比其它行星的密度大许多倍。1978年终于发现了冥王星的卫星，其直径约800千米，在距离冥王星19000千米的轨道上旋转。由于这颗卫星的发现，冥王星某些谜点就可以解开了。过去认为太阳系的九大行星中最小的是水星，其直径是4800千米。不对了！现在可以确定：冥王星的直径约是2400千米，只抵到水星的一半，冥王星才是太阳系中最小的行星。此外，根据计算，冥王星的质量只有地球质量的3／1000左右。根据冥王星的直径和质量，我们就可以估计到这颗星体的密度、成分以及内部结构等方面的情况了。看来，冥王星可能是1颗独立的行星，和太阳系其它行星一起，在四五十亿年以前就诞生了。

发现大群的小行星

又过了两年，另一位德国天文学家哈丁也在这个空间里发现了第3颗类似的绕太阳运行的天体。到了1807年，奥白斯又发现了第4颗这样的天体。这一连串的发现，终于使人们相信，在火星轨道和木星轨道之间，确实不止有一个谷神星。直到这个时候，奥伯斯最初的发现才被人们所承认。由于这几个星星都像行星一样绕着太阳运行，但是天体又比别的行星小得多，于是，天文学家都把它们叫做小行星。

在不到10年的短短的时间里，天文学家就在同一个区域里发现了4颗小行星，这一下子引起了当时许多天文学家的兴趣，寻找小行星就成了他们的一件大事。他们纷纷改进自己的观测仪器，把一台台天文望远镜指向天空，搜索其他小行星。果然，在这以后的几十年时间里，小行星一个接一个地被发现了。到了19世纪末，天文学家们发现的小行星已经有400多颗。

由于观测小行星的技术不断提高，发现的小行星越来越多，发现小行星的速度也越来越快。到现在为止，用照相巡天观测的方法，已经发现了50万颗亮度很暗的小行星。这些小行星像一条带子一样分布在火星轨道和木星轨道之间，所以现在天文学家们习惯地把这个区域叫做小行星带。

小行星的编号和命名

按照国际上的规定，对新发现的小行星，在计算出它的运动轨道以后，还必须有两次以上在离地球最近的位置观测到它，才给它编号和命名。最先被发现的小行星，也就是谷神星，被编为第1号，智神星被编为第2号，其他小行星的编号也是按照被发现的先后次序来定的。现在已经被编号和命名的小行星已经有5000多颗。

我国观测小行星的工作，是从本世纪才开始的。1928年，我国的天文学家张钰哲，在美国叶凯士天文台，用60厘米的反射望远镜，发现了一颗小行星。这是我国的天文工作者发现的第一颗小行星，这颗小行星后来就命名为“中华”。新中国成立以后，中国科学院紫金山天文台进行了大量的预测工作，先后发现了400多颗小行星，其中有54颗小行星已经正式编号，有41颗小行星已经正式命名。

从谷神星的发现到现在，只经过180多年，但是在这180多年的时间里，人们对小行星的认识却发生了多次变化。人们最初只认为在火星轨道和木星轨道之间，只能存在一颗行星，甚至还不承认第二颗小行星的发现。但是，现在人们已经知道了有一条密密麻麻的小行星带，横贯在火星和木星之间。为了纪念在发现小行星方面最初做出贡献的皮阿齐和奥伯斯，国际上把第1000颗小行星命名为皮阿齐，而把第1002，号小行星命名为奥伯斯。

“中华”小行星的发现

1976年，美国哈佛大学天文台把他们发现的第2051号小行星定名叫“张”。这个“张”就是指我国著名天文学家、紫金山天文台台长张钰哲。这是为了表达他们对在小行星研究中做出了贡献的张钰哲先生的尊敬，也表达对中国人民的友好情谊。

年过8旬的张钰哲台长1902年出生在福建省闽侯县。他从小喜爱天文。1910年5月，70多年才出现一次的著名的哈雷彗星又光临了，当时年仅8岁的张钰哲有幸看到了这十分壮观的天象，他感到很新奇，同时也产生了对宇宙和天体的兴趣。后来，张钰哲进了北京清华学堂。

1923年，张钰哲得到去美国留学的机会。他先后选择了机械工程系和建筑系，但是不久就都放弃了。最后进入了芝加哥大学的天文系。1926年，张钰哲来到芝加哥大学的叶凯士天文台进行实地观测，准备考博士学位。当时，在这个天文台只有他一个中国人。一副为国争光的无形的重担压在这位有强烈爱国心的中国青年的肩上，驱使他发奋地学习和工作。在这里，他开始了对太阳系的小行星的探索和研究，从此结下了跟小行星的不解之缘。

1928年冬天的一个夜晚，张钰哲像往常一样冒着彻骨的寒冷，坚持给星空拍照、冲洗照片，然后再和星图进行对照比较。

张钰哲从自己拍下来的星空照片上，发现了1颗过去没有观测到的小星，这引起了他的注意。他又连续观测了半个月，证明这确实是1颗新发现的小行星。他把自己得出的结果写成报告寄到美国行星中心站。不久，中心站回信告诉张钰哲，他的发现的确是1颗在这以前没有被发现的小行星，被编为第1125号小行星。按照惯例，这新发现的小行星由发现者给命名。作为一个中国人，张钰哲此刻的心情充满了无比的欢乐和自豪。他决定，把这颗第1125号小行星取名叫“中华”，因为只有这两个字才能恰当地表达他对自己祖国深厚的热爱。这时，张钰哲才只有26岁。