【寰宇天文】冥王星的大小

■在新地平線號(New Horizon)於7月14日飛越冥王星之前,新地平線號先行解決了一個困擾科學家很久的問題:冥王星的大小。

Credits: NASA-JHUAPL-SWRI
Credits: NASA-JHUAPL-SWRI

撰文|陳勁豪

自從1930年冥王星被發現以來,冥王星的尺寸一直是科學家相當關注的問題。為什麼冥王星的尺寸很重要?因為科學家可以相當精確的測量冥王星的質量,如果加上冥王星的大小,那就可以依此進一步計算冥王星的密度。根據所得到的密度,科學家可以藉此推測冥王星的組成成份。

過去科學家一直很難測量冥王星的大小。科學家直到1986年的時候,利用觀察冥王星的盈虧亮度變化,同時估計出冥王星跟冥衛一的尺寸,分別為2,200±140跟1,160±100公里。後來更精準的測量顯示冥王星的直徑約是2302公里。

另外一方面,冥王星的大小問題某種程度上也導致了它在2006年被降級成為矮行星。因為2003年發現了一顆小行星UB313,或是稱為阋神星(Eris)。阋神星位在冥王星外側,但是直徑約是2600公里,被認為比冥王星還要大一點。所以如果冥王星是行星,那麼阋神星是不是也該被稱為是行星呢?當然最後的結果是二者統統被歸到矮行星裡面。發現阋神星而力推阋神星成為太陽系第十大行星的科學家則被某些為冥王星抱不平的民眾稱為是「冥王星殺手」...

這次新地平線號因為相當接近冥王星,所以得以近距離測量冥王星的大小,而不必像過去一樣在地球附近看著那個遙遠的小亮點。這次的測量主要是利用長距離探測成像儀(Long Range Reconnaissance Imager, LORRI) 所得到的影像。

根據新地平線號的測量結果,冥王星的直徑是2370±20公里,比阋神星直徑的最新測量結果2,326±12公里要大,所以確認了冥王星目前為止,是海王星之外的已知天體中最大的天體。這個結果表示冥王星的密度比過去所預計得來的小一點,所以冰所佔的比例可能會比過去預期要來的更多一點。

新地平線號也順便測量了冥王星另外三個衛星的大小。它確認了冥衛一Charon的直徑是1208公里。而2005年由哈伯望遠鏡所發現的冥衛二Nix跟冥衛三Hydra的直徑則分別是35跟45公里。科學家同時發現,這兩個衛星相當明亮,所以可能是因為表面上都是冰所造成的所造成的。至於更小更遠的另外兩顆冥王星的衛星Kerberos跟Styx則大概要等到新地平線號把完整的數據傳回地球才能知道了。

參考連結
1. NASA 2015/07/14: How Big Is Pluto? New Horizons Settles Decades-Long Debate
2. ESO 1986/11/05: First Accurate Determination of the Sizes of Pluto and its Moon

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作者:陳勁豪 科教中心特約寫手,從事科普文章寫作。2011年於美國紐約州立石溪大學(SUNY at Stony Brook)取得博士學位,研究主題為相對論性重離子碰撞(Relativistic Heavy Ion Collision)。長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯。

 

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