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科學報 科學文摘 宇宙

那個被降級成為矮行星的冥王星,竟然能放出x射線?!


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更新日期:2022323
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一個小組的天文學家發現,宇宙中存在一種新的X射線源。這本來沒什麼值得奇怪的,因為宇宙滿是可以發射X射線的恒星、星系和太陽光。但是科學家們發現的光源非常奇怪,因為它們來自冥王星。現在,冥王星給我們帶來了一些令人費解的東西。

圖為冥王星。圖源:weimeiba

其實這並不是什麼新鮮事了,自從新視野號探測器去年探索冥王星時,這顆行星就向我們拋出了一個又一個謎團——從地質上活躍的行星到有逃逸大氣層的行星,這在一定程度上是在它的主月上沉積下來的,但是這些新的發現甚至可能超過原先的那些神秘。研究人員凱莉·利斯和拉爾夫·麥克納特以及他們的同事利用錢德拉X射線天文台發現冥王星,一個冰凍的柯伊伯帶中的物體,正在發射X射線。這是外太陽系所獨有的,目前已知能發射這種物質的最遠的行星是氣態巨行星土星。

除此之外的一切都很安靜,即使是冰巨行星。這確實很神秘,但我們的確對於這是如何發生的有一些想法。行星,甚至是外小行星,都會受到來自太陽的太陽風的轟擊。然而有趣的是,冥王星缺少一個磁場,所以按理說並不能產生明顯的X射線。但我們還有一個線索,那就是當彗星產生X射線時,氣體尾巴會與太陽風相互作用,看起來冥王星似乎也在做同樣的事情,但這也存在一些問題。

圖解:地球、月球、冥王星(左下)的比較。冥王星的體積是地球的0.6%

冥王星盡管本身很冷,但它仍然暴露在太陽的熱量下,這使氣體蒸發並形成它的大氣,盡管這個大氣會隨著冥王星在其軌道上的位置的改變而發生溫度變化甚至凍結。當太陽用太陽風的離子加熱這些氣體時,它們會發生反應,發出一束X射線。看起來很簡單,但冥王星放出的X射線輻射明顯比它們所應該發出的劑量要強的多,並且與《新視野》的發現不一致,為什麼會這樣仍然是個謎。

圖為“新視野號”探測器,圖源:bilibili

航天器的測量結果表明,太陽風還需要增強40倍才可以創造出錢德拉探測到的X射線數量。這意味著冥王星不僅有大氣層,而且有一條類似彗星的大尾巴。新視野發現了這樣一件事,冥王星應該產生明顯弱於它實際產生的X光,盡管有其他跡象表明其可能性。另一種可能性則是行星之間的磁場可能是罪魁禍首,它將太陽風聚焦在冥王星周圍。

更進一步說,可能是因為一個以冥王星軌道為中心的氣體環。

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圖解:從極面看冥王星軌道。此視角顯示冥王星的軌道(紅色)比海王星軌道(藍色)離心率更高、冥王星有時比海王星更靠近太陽。深色部分表示該段軌道穿過黃道面進入黃道下方。

這些理論比比皆是,毫無疑問還會成倍增長,使用錢德拉的這一觀察最初遭到科學界的強烈反對,這一點尤其有趣因為幾乎沒有人認為冥王星能發射X射線。為什麼要把望遠鏡的時間花在這上面?在這種情況下,它似乎很容易被抓住。但在對X射線輻射進行更有力和更精確的觀測之前,我們無法確定這裏到底發生了什麼。但是冥王星又一次被記錄下來了,它再一次讓我們感到迷惑,過去一年裏反複發生這樣的事情。就我個人而言,我懷疑這只是它因為被撤銷行星地位,降級為小行星的一種報複。

圖為太陽風,來源:zhihu

謝謝您的收聽。我是未來主義者和科幻小說作家約翰·邁克爾·戈迪爾,作為局外人,我還沒有證實它,但我認為冥王星是第一個被發現者通過先進技術訪問的外星世界。有少量的克萊德·湯博的骨灰在“新視野”號飛船上。我認為這很酷,請一定要喜歡,訂閱,分享和查看我的書,以及訂閱我的頻道,帶你深入定期探索有趣,奇怪和未知的方面,這個神奇的宇宙和我們的生活。

圖解 :不同角度拍攝到的冥王星最清晰照片的拼接圖

相關知識

冥王星是柯伊伯帶中的矮行星。冥王星是第一顆被發現的柯伊伯帶天體。冥王星是太陽系內已知體積最大、質量第二大的矮行星。在直接圍繞太陽運行的天體中,冥王星體積排名第九,質量排名第十。冥王星是體積最大的海王星外天體,其質量僅次於位於離散盤中的鬩神星。與其他柯伊伯帶天體一樣,冥王星主要由岩石和冰組成。

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圖解:由新視野號拍攝到的冥王星真實色彩照片,攝於2015年7月

冥王星相對較小,僅有月球質量的六分之一、月球體積的三分之一。冥王星的軌道離心率及傾角皆較高,近日點為30天文單位(44億公裏),遠日點為49天文單位(74億公裏)。冥王星因此周期性進入海王星軌道內側。海王星與冥王星因相互的軌道共振而不會碰撞。在冥王星距太陽的平均距離上陽光需要5.5小時到達冥王星。

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參考資料

1.維基百科全書

2.天文學名詞

3.米瀚文

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