冥王星的軌道。冥王星的一年有多長？

2023.04.08 云南

在1930年被克萊德·湯博發(fā)現(xiàn)的冥王星曾經(jīng)被認為是第九顆也是最遠的太陽系行星。然而，根據(jù)在2006年第二十六屆國際天文聯(lián)合會的大會采取的正式定義中，冥王星不再是太陽系第九顆行星，并且被稱為矮行星，“類冥矮行星”，外海王星天體（TNO）以及開普勒帶對象（KBO）。

盡管名稱有了變化，冥王星依舊是最具吸引天文學(xué)家的天體之一。加上它的擁有距離最遠的圍繞太陽的軌道（因此有著非常長的軌道周期），它也有相比其他太陽系的任何行星最偏心的軌道。這也讓冥王星一年的時間更長，相當(dāng)于248個地球年。

軌道周期：

極值離心率達到0.2488的冥王星，到太陽的距離的近日點為4,436,820,000 千米（2,756,912,133英里），遠日點為7,375,930,000千米（4,583,190,418英里）。與此同時，它到太陽的平均距離（長半徑）為5,906,380,000千米（3,670,054,382英里）。換一個說法就是它圍繞太陽的平均距離為39.48個天文單位（A.U），從49.658個天文單位到49.305個天文單位不等。

（新地平線軌道和冥王星的軌道以及天體2014 MU69）

在冥王星離太陽最近的時候，它會越過海王星的軌道并且接近太陽。這個軌道模式每500年會發(fā)生一次，之后這兩個物體會回到他們最初的位置，如此循環(huán)往復(fù)。它們的軌道還使它們產(chǎn)生了2:3的平均運動共振，這意味著冥王星圍繞太陽轉(zhuǎn)兩圈，海王星就會轉(zhuǎn)三圈。

兩個天體之間2:3的共振非常穩(wěn)定，并且以這種狀態(tài)保持了上百萬年。上一次出現(xiàn)這個周期是在1979年至1999年之間，當(dāng)時海王星離太陽的距離比冥王星更遠。在這個周期中，冥王星于1989年9月5日達到近日點，也就是離太陽最近的點。自1999年以來，冥王星回到海王星之外的位置，在接下來的228年里，也就是在2227年之前，它將一直停留在那里。

恒星與太陽日：

就像我們太陽系內(nèi)的其他天體一樣，冥王星也繞軸自轉(zhuǎn)。它完成一個自轉(zhuǎn)所需要的時間被稱為“恒星日”，而太陽到達同一子午線所需要的時間被稱為“太陽日”。但由于冥王星漫長的軌道周期，在冥王星上的一個恒星日和一個太陽日是大致相同的——6.4個地球日（或者說6天9小時36分鐘）。

（圖解：冥王星表面的景象，前方為冥王星的衛(wèi)星冥衛(wèi)一，也叫做“卡戎”；圖源：紐約時報）

值得指出的是，冥王星和卡戎（冥衛(wèi)一）比地月系統(tǒng)更像聯(lián)星系統(tǒng)。這意味著兩個球體在相互圍繞對方轉(zhuǎn)動，而卡戎被潮汐鎖定于冥王星。用另外一種說法就是卡戎衛(wèi)星花費6天9小時繞冥王星運行，而冥王星也要花同樣的時間繞卡戎運行。這也意味著在冥王星上看到的卡戎永遠是同一個位置。

簡而言之，在冥王星上的一天大概是6.5個地球日。冥王星的一年相當(dāng)于248個地球年，或者是90，560個地球日！這一整年，冥衛(wèi)一都在天空的上方。但考慮到冥王星的軸向傾斜，你會發(fā)現(xiàn)在冥王星的一年有多么奇怪。

季節(jié)變化：

如果一個人站在冥王星的表面上，太陽會比在地球上看起來暗1000倍。所以雖然太陽依舊是冥王星天空中最亮的球體，它看起來更像是一顆帶著黃色輝光的星星。盡管冥王星在任何時候都離太陽很遙遠，它的偏心軌道仍然導(dǎo)致了一些相當(dāng)大的季節(jié)變化。

(圖解：在冥王星上看到的太陽和冥衛(wèi)一”卡戎”的合成假象圖；圖源：Youtube)

總體來說，冥王星表面的溫度變化不大。它的表面溫度估計在最低溫33開爾文（-240攝氏度；-400華氏度）到最高溫55開爾文（-218攝氏度；-369華氏度）之間，平均氣溫大約在44開爾文（-229攝氏度，-380華氏度）。然而，冥王星每一面在一年中受到的光照程度都有很大的不同。

與大多數(shù)行星與他們的衛(wèi)星相比，冥王星-冥河系統(tǒng)的方向與軌道垂直。就像土星，冥王星極高的軸向傾斜意味著它的軌道相對于它的軌道平面是偏側(cè)的。這意味著在夏至?xí)r，冥王星表面四分之一的區(qū)域會經(jīng)歷持續(xù)的日晝，而其他區(qū)域則會經(jīng)歷持續(xù)的黑暗。