冥衛一

冥衛一

冥衛一:冥王星的衛星,又稱卡戎,是在1978年發現的。卡戎的名稱很容易和太陽系的另一個小天體(2060)喀戎(Chiron)混淆。

基本信息

傳說

冥衛一冥衛一

卡戎羅馬神話冥王普路托的役卒,向亡魂索取金錢為他們划船渡過冥河

發現

卡戎是在1978年6月22日被天文學家詹姆斯·克里斯蒂(Jim Christy)以高放大率檢驗一個月前的一組冥王星的攝影底片的影像時發現的。克里斯蒂注意到有一個微小的凸起會周期性的出現。稍後,回溯到1965年4月29日底片也確認了這個凸起。

2005年,又發現兩顆冥王星的衛星:冥衛二(尼克斯)和冥衛三(許德拉)。依現行的定義,冥衛一可能是冥王星最大的衛星,也可能與冥王星組成雙矮行星。
新地平線任務預計在2015年拜訪冥王星和卡戎。

命名

冥衛一冥王星和冥衛一
卡戎冥王星和冥衛一原來的臨時名稱是S/1978P1,是根據當時大會制定的新的命名規則給予的。稍後,克里斯蒂稱之為“卡戎(Charon)”,但直到1985年國際天文聯合會才認同這個名字是官方的名稱。在希臘神話中卡戎是死者的擺渡人,與冥王哈得斯(在羅馬神話是普魯托)在神話圖中是緊密聯繫在一起的神祇。
雖然在傳統的英語發音中神話圖中的是堅硬的k聲音,但是克里斯蒂在這顆衛星的發音上將ch的發聲改為,之後他的妻子Charlene的綽號就是“Char”(碳灰),而sh的發音也在天文界流行了,大家也都隨俗的使用這樣的發音。在除了英語以外的歐洲語系,依然是使用神話中的發音,念ch的聲音。

物理性質

卡戎的直徑約為1,212千米(750英里),正好約為冥王星的一半,表面積約為|4,580,000平方千米,表面布滿了冰凍的氮和甲烷。與冥王星不同的是,卡戎的表面看起來可能是被凍結的不易揮發的水。卡戎表面溫度約為-230℃,密度為1.63克/立方厘米,顯示組成成分中,岩石占了一半多,冰則比一半少一點。其表面大氣僅約為0.1毫巴左右,是地球表面大氣濃度的萬分之一,稀薄到幾近於無,現時科學家正努力研究冥衛一的表面,以確定該衛星有沒有大氣層。

軌道特性

冥王星和卡戎的表面,從光度的變化被確認是在相互掩蔽的時期。冥王星和卡戎在潮汐鎖定的狀態下,以6.387天的周期互繞,所以永遠以相同的位置遙遙相對。兩者的平均距離是19,570 千米(12,163英里)。卡戎的發現使天文學家可以精確的測量冥王星系統的總質量,而互掩可以計算各自的大小(直徑),但是個別的質量依然只能用估計的,直到2005年發現冥王星外圍的衛星,才依據外面衛星的軌道細節揭露出卡戎的質量大約是冥王星的11.65%,同時也顯示密度為1.65±0.06公克/厘米³,並建議有55±5%是"岩石",45%是冰。冥王星的密度較高,約有70%的"岩石"。

形成

冥衛一冥衛一
羅賓·坎二做了一次模擬的結果在2005年出版,建議卡戎是在約45億年前的大碰撞中形成的,非常像地球和月球的狀況。在這個模型中,一個巨大的古柏帶天體以高速撞擊冥王星,摧毀了自己,也轟掉了冥王星大部分的地幔,卡戎則從這些碎片中聚合而成。但是,這樣的撞擊應該會使冥王星有比我們發現的更多岩石成分,而卡戎會有更多凍的成分。因此現在認為冥王星和卡戎在軌道上碰撞之前就是兩個不同的天體,而這次碰撞雖然猛烈,但僅能將冰像甲烷一樣的蒸發掉,卻不足以造成瓦解的情形。

衛星還是矮行星?

冥王星-卡戎的質心落在這兩個天體之外,因此其中一個並不是真正繞著另一個在公轉,而且兩這的質量是可以相互比較的,因此卡戎不適合被當作冥王星的衛星。取而代之的是,他們應該是雙矮行星,應隨著冥王星一起重分類。
國際天文學聯合會的年會中有一項草案是2006年行星重定義,建議行星必須繞著太陽運轉,並且有足夠大的重力使本身成為球體。在這樣的草案下,卡戎有資格成為行星,因為草案明確定義衛星的條件是系統的重心必須在主要的天體內部。但最後的重分類將冥王星歸類為矮行星,但卻沒有正式的定義行星的衛星,使卡戎的身分變得很不明確。(迄今,卡戎仍未被國際天文學聯合會列入矮行星的認可名單中)
國際天文學聯合會的行星標準規定:在一個繞恆星公轉的多天體系統中,如果主天體是行星,次天體也是球狀,又滿足一定的條件也可稱為行星,也就是主天體和次天體之間的引力中心不在主天體的內部。這樣卡戎星就符合這個條件。
冥衛二(尼克斯)和冥衛三也環繞著相同的重心,但是她們不夠大而不是球體,所以很簡單的可以認定是冥王星的衛星。(或者,以另類的看法,是冥王星-卡戎系統的衛星)

數據估算

一個國際研究小組最近完成了對太陽系最邊緣衛星冥衛一的數據估算,斷定該衛星是由冰和岩石組成的,而且沒有空氣。該研究報告發表在2006年1月5日出版的最新一期《自然》雜誌上。
冥衛一是1978年被發現的,它位於太陽系最邊緣的位置,是迄今發現的冥王星唯一的衛星。冥衛一在距離冥王星不到2萬公里的軌道上運行,兩者距離很近,有些科學家甚至認為它們組成了雙恆星系,而不是行星和衛星。
2005年7月,冥衛一經歷了過去25年惟一一次掩星過程。在這一過程中,冥衛一穿過一個星體的大氣,其光線變暗而且被反射。科學家利用此次絕好的機會,通過架設在智利的歐洲南方天文台望遠鏡對冥衛一進行了觀測。觀測數據表明,冥衛一的密度為水的1.7倍,因此可以斷定它是一個冰體,而岩石則占到其體積的一半。這一研究結果表明,冥衛一與冥王星的組成相同,支持了前者可能是後者與大型天體相撞後崩裂出去而形成的推測,也解釋了兩者之間的距離為何較近。科學家還較為精確地計算出冥衛一的其他數據,冥衛一的直徑在1206公里到1212公里之間,大約是冥王星的一半。
美國宇航局探索冥王星的計畫將於本月中旬啟動,耗資7億美元的“新視野”探測器將用9年時間完成從地球到冥王星的行程。

細數太陽系的衛星

衛星是環繞一顆行星按閉合軌道做周期性運行的天體。太陽系內最大的衛星(超過3000公里)包括地球的衛星月球、木星的伽利略衛星木衛一(伊俄)、木衛二(歐羅巴)、木衛三(蓋尼米得)、木衛四(卡利斯托)、土星的衛星土衛六(泰坦),以及海王星捕獲的衛星海衛一(崔頓)。
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