爲什麼水星也很小卻可以稱爲大行星,冥王星卻不行?

楞香媽咪


很多年齡稍大一些的朋友可能都知道原本太陽系中有九大行星,分別是水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星,海王星和冥王星,然而2006年的時候,國際天文聯合會(IAU)將冥王星請出了行星的行列,可能很多朋友就不明白了,好好的為什麼將冥王星踢出行星行列呢?再比如水星和冥王星同為小質量天體,那為什麼不把水晶也踢出行星行列呢?難道就因為它們一個在太陽系的內圍,一個在太陽系的外圍嗎?



其實不是這樣的,國際天文學聯合會之所以將冥王星請出行星的行列,主要還是考慮到大連柯伊伯帶天體的存在,而這類天體和我們通常定義的行星有很大的不同,所以他們於2006年8月24日通過了“行星”的新定義,這一定義主要包括以下三點:

1、圍繞恆星運轉的,內部還沒有自然發生核聚變的天體;

2、質量必須足夠大,能克服固體應力以達到流體靜力平衡的形狀(近於球體);

3、必須清除軌道附近區域,公轉軌道範圍內不能有比它更大的天體。

總結成一句話就是有圍繞恆星運行的近似圓形的軌道,並且清除了軌道上其他天體,自身質量夠大但是內部並未發生核聚變的星球。


那麼我們再來看水星和冥王星,很顯然水星是符合這個定義的,它是最靠近太陽的大型天體,軌道幾乎為完美的圓形,也是太陽系中軌道最圓的天體,其軌道上的其他天體早已經被清空,雖然質量較小,但也是一個渾圓的球體,其自身的質量距離內部發生核聚變還遠的很,所以毫無疑問水星是行星。

那麼冥王星呢?它就有些不符合了,首先是它的軌道並非近似圓形,而是橢圓形的,其軌道的近日點甚至在海王星的軌道以內,只有30個天文單位(日地距離),但是遠日點卻在49個天文單位處,很顯然這是一個橢圓形軌道,而且也正是由於它會跑到海王星的軌道內,也說明他並未清除自身軌道上的天體,也可以說它的軌道上有比它更大的天體,所以也就無法將它定義為行星了。



而且冥王星的質量很小,只有月球的1/6,體積也只有月球的1/3,這樣的質量相比水星又小多了,只有其1/24,如果相比於我們的地球的話,那麼它的質量只有地球的1/460,即便在柯伊伯帶天體中,它也算不上最大,因為鬩神星的質量還要比它大上27%左右。




其實冥王星當初之所以被認作第九大行星,主要是因為它是第一顆被發現的柯伊伯帶天體,當人們發現這個海王星外天體的時候欣喜若狂,當時並未認識到在它的軌道之外,還有很多天體,所以自然而然的就將它叫做了第九大行星,而行星的定義進行調整之後,比較另類的它被請出行星的行列也是很自然的事情了。


科普大世界


水星是距離太陽最近的一顆行星

它的半徑和質量確實很小,體積才是地球的大約二十分之一,而且也沒有環繞的衛星。

水星屬於類地行星,表面卻幾乎沒有大氣存在,

水星表面和月球差不多,也很多平原和隕石撞擊坑,水星上的平原和月球的月海比較相似。但水星的的平覺密度較大,一些科學家認為水星就類似於地球除去地殼和地幔以後的樣子,水星應該原先也具有這些結構,和較大的體積,只是在早期的發展過程中發生了劇烈的碰撞等情況,導致水星失去這些外部結構。

在2006年,國際天文協會,給出了行星的三個判定標準

首先要是圍繞恆星運轉的天體,其次,要有足夠大的質量和體積,最後,在該星體周圍沒有類似的天體,要具有獨特性。水星雖然不大,但還是非常符合以上的三條標準,所以水星穩居太陽系的行星行列。

然而冥王星的故事就比較離奇

從1930年早期的轟動發現,到後來人們意識到對冥王星的體積和質量估算是錯誤的。即使冥王星也擁有自己的五顆衛星,但它的軌道附近是亂糟糟的,有大量的天體被發現,冥王星也是隻是其中較大的一個而已。

在2006年的天文聯合會議,冥王星就被取消了行星的名號,改成矮行星。

不過,還是有相當多一部分人認為冥王星也可以迴歸到九大行星的行列,它也基本滿足前兩條標準,而且位列行星那麼多年,對於第三條,很多行星也無法完全清除軌道附近的天體。

總之,爭論還在繼續,我們作為吃瓜群眾,還是銘記住這個充滿神秘故事的天體吧。


量子實驗室


比起太陽系中的其他幾大行星,水星的尺寸確實不大,確切的說是直徑最小的行星,直徑約為4880千米。水星的尺寸甚至還比不上衛星,例如,木衛三和土衛六的直徑均大於水星,木衛四則與之相當。不過,雖然水星的尺寸較小,但仍然遠大於冥王星,水星的直徑比冥王星大兩倍。冥王星的尺寸確實太小了,就連地球唯一的天然衛星——月球也比它大,月球的直徑是冥王星的1.5倍。

不過,行星的定義並非完全取決於尺寸。根據國際天文學聯合會的行星定義,成為行星需要滿足三大條件:(1)圍繞恆星(在太陽系中指的是太陽)公轉;(2)質量足夠大,使其外觀能夠呈現為球形;(3)能夠清空公轉軌道附近的其他天體,並且它的個頭在該區域內最大。雖然冥王星圍繞太陽公轉,並且外觀呈現為球形,但由於冥王星的軌道會闖入海王星,並且也在柯依伯帶中與其他小天體的軌道相重合,所以冥王星不滿足第三條要求,故冥王星不再被認為是行星,而是被重新歸類為矮行星。反觀水星,雖然它的尺寸相對較小,但它均滿足行星的三大要素,所以水星被認為是行星。

就目前而言,太陽系中只有包括水星在內的八大行星。除此之外,還有包括冥王星在內的五個矮行星。根據2015年近距離飛掠冥王星的新地平線號探測器,冥王星的直徑在矮行星中最大。不久前,有研究表明太陽系中可能還存在第九大行星,甚至第十大行星。不過,它們均未得到證實。這是因為它們遠離太陽,我們在地球上很難直接觀測到。


火星一號


上海科技報科普問答主持人:主任記者 吳苡婷


在我們過去的記憶中,太陽系有9大行星,最遠的一顆就是冥王星。但是2006年8月,國際天文聯合國突然把冥王星“開除”出了太陽系行星行列,它被命名為矮行星。



有一個說法是因為冥王星太小了,它的直徑只有2370公里左右,只是月亮的三分之二多一點。但是同樣有人質疑,離太陽最近的水星更小,為什麼沒有被開除出行星行列。


那麼冥王星為什麼被開除出行星行列呢?事實上原因有以下幾個方面,第一是該星體應該有足夠大的質量,是區域內最大的星體,而且可以達到一種流體靜力平衡狀態,從表面看星體應該是球型的,我們知道很多小行星和彗星的形狀各異。第二是星體必須是繞著太陽系的最大的恆星太陽進行公轉,沒有進入到其他行星的軌道中去。第三是星體有足夠大的引力清空其軌道附近區域的天體。而冥王星顯然是達不到所有標準的,它沒有能力清空所在軌道上的其他天體,而且在圍繞太陽公轉的同時,會進入到了海王星的軌道中去。而其他行星圍繞太陽的公轉展現出的是一個個同心圓。



另外,科學家們發現在冥王星附近有一個柯伊伯帶,這是太陽系外圍的天體帶,裡面可能有幾萬個小行星、矮行星在運動,近年來,科學家們發現其中有幾個行星的特性與冥王星很像,比如鬩神星、穀神星、鳥神星等。


水星的情況和冥王星大不相同,水星個頭比冥王星大,直徑有4878公里,雖然在太陽系的行星裡屬於小個子,但是它符合行星的所有條件。


科壇春秋精選


這個問題可能是對水星有什麼誤解。

首先,水星並不小,尤其是跟冥王星比的話。

水星的半徑有兩千四百多千米,相當於地球半徑的近四成。冥王星半徑只有不到一千兩百千米,只相當於地球半徑不到兩成。

也就是說,水星從半徑來說比冥王星大兩倍還多

。中學數學告訴我們,半徑如果差兩倍,體積上就會差八倍,所以水星的塊頭要比冥王星大很多。

如果從質量上看,差別更是明顯,水星質量比冥王星大了二十五倍

中學物理告訴我們,質量等於體積乘以密度,所以水星的密度比冥王星要大不少。

這就是我們要講的第二條。

其次,定義行星不是看體積,而是看質量和密度。

不然的話,星雲的體積倒是很大,但是它密度低、沒有在引力作用下形成球體,所以當然不算行星。

根據目前的觀測和計算,水星內部有一個很大的金屬物質組成的核(下圖中淺黃色部分,圖自wiki),水星的外殼也主要是岩石等成分,所以水星的平均密度有5.427克每立方厘米,跟我們地球(5.514克每立方厘米)差不多。

冥王星外層是冰凍的氮(見下圖,圖自wiki),再往裡是很厚一層的冰,最核心才是岩石成分,所以它的密度平均下來只有1.854克每立方厘米,比水星小了一半還多。

兩者之間這種巨大差異可以追溯到太陽系形成的時候,當時離中心(嬰兒時期的太陽)越近,溫度越高,密度越大。不同距離上具有的不同的溫度密度等物理環境,最終造就了不同樣子的天體。

假如現在把冥王星拉到水星軌道上,冥王星外層的冰凍氮和水冰會被蒸發掉,縮水之後的冥王星就更沒法跟水星比了。

最後,按照2006年新的行星定義,對冥王星來說最關鍵的是第三條,只有能在自己地盤(公轉軌道附近)上稱王稱霸的,才有資格叫行星。

冥王星做不到這點的,它和它周圍的一堆小夥伴(見下圖,圖自wiki)一樣,會受到海王星等引力的影響,換句話說,行星在公轉軌道上應該只受太陽的影響,但是冥王星在公轉的時候還會被附近更大塊頭的海王星等牽著走,有點小跟班的意思,所以它就沒資格進入行星行列當老大了。

其實,當時天文學家面臨的一個主要問題是,如果冥王星算行星了,那麼其他小夥伴腫麼辦?

要是光看大小來定義行星的話,就好比用一個數值來區分高個和矮個,假如張三1.60米算是高個了,那麼李四1.59算不算,1.58呢,1.57呢?

同樣道理,因為太陽系外圍還有很多天體等待我們去發現,所以光靠大小來定義的話,這個行星名單會越來越長,最後可能考試的時候光寫行星名字就得寫上半天。

而水星呢,它是離太陽最近的行星,有太陽在,別的天體很難影響到它,所以水星是不擇不扣地繞著太陽轉的,是當之無愧的行星。

水星表示:俺雖然名字有點水,但可是一方霸主,不能跟冥王星那種小跟班比的。


喬小海


因為按照行星的定義需要同時滿足這麼幾個條件:

  • 環繞太陽運行

  • 自身足夠大,可以在重力作用下達到流體靜力學的穩定的圓球形
  • 能夠清除自身軌道附近物體


自從冥王星被發現之後,一直就有許多天文學家認為它不符合行星的標準,主要就是這個“小”,它的直徑只有2370km,而水星直徑足足是它兩倍還多——4800km,冥王星甚至比月亮都要小。而且它的軌道很詭異——和太陽系其他行星不同,冥王星的軌道是傾斜於其他行星運行的平面的。

但是在當時的觀測來看,似乎又找不到把它開除出行星的理由:它雖然是最小的行星,但也形成了一個圓形;它雖然軌道詭異,但確實是圍繞太陽做圓周運動。而且最關鍵的是,當時並沒有發現它的軌道上還有什麼其他的星體。


當時隨著研究深入,人們逐漸發現,冥王星其實並不是自己獨佔一個軌道,它只是在柯伊伯帶內側運動,而柯伊伯帶裡直徑大於100Km的天體可能得有數十萬顆,尤其是03年被發現的鬩神星,初步觀測它的體積比冥王星還要大(後來的觀測又發現它的直徑比冥王星小了二三十公里)!這個天體的出現直接導致了冥王星地位的動搖。隨後一些曾經被認為是小行星的天體——比如1801年被發現的穀神星(和其他一些矮行星不同,它不在柯伊伯帶,而是在木星和火星之間的小行星帶裡)、後來發現的妊神星、鳥神星(Makemake)、創神星(Quaoar)、亡神星(Orcus)、塞德娜(Sedna)之類的都被重新測量了體積和軌道,最終得出的結論是:冥王星和柯伊伯帶裡的這些天體一起共享公轉軌道,而且冥王星的體積上和它們相比沒有質的區別,所以冥王星滿足不了“清除自身軌道附近物體”這個要求,被開除出行星序列。


“個頭小就沒有尊嚴嗎?”“對,沒有”



不過總要給冥王星安排一個新的身份,所以同時又決定,冥王星、穀神星、鬩神星、鳥神星、妊神星五顆為矮行星,是一種低於行星,高於小行星的存在。

此外有的學者認為在柯伊伯帶之外可能還會有一顆真正的行星,是它導致了冥王星他們的軌道傾瀉,但是這個神秘行星是否真的存在還不好說。


一個男人在流浪


2000-2006年期間科學技術發展迅速,人類到能夠看清更多更遠的天體,在冥王星之外的柯伊伯帶上發現10多顆天體符合當時行星認定標準的天體,於是在2006年的布拉格天文大會上重新修改行星的標準,有以下幾點要求:(1)能夠清除所在軌道和周圍軌道上的其它天體(2)圍繞太陽這樣的恆星運動(3)球形並且超過一定質量。而水星完全符合以上三條,並且水星的直徑是冥王星的2倍多,質量是冥王星的20倍以上,更有資格稱為行星,而題主在問題中所說的大行星指的是太陽系的八大行星,並不是說這個行星體積很大質量很大的意思。


科學薛定諤的貓


對於這個問題,我們首先先來明確一下行星的定義:通常情況下我們把自身不發光,環繞著恆星進行運動的天體稱之為行星。要想判斷一個天體是否是行星,需要看看它是否滿足三個條件 :首先要確認該天體必須是圍繞著恆星進行運轉的;其次該天體的質量必須足夠大,以形成近似於圓球體的形狀;最後就是在該天體繞恆星進行公轉的軌道範圍內不能有比它更大的天體存在。滿足了這三個條件的天體,才能被稱之為行星。

我們可以從上面所說的各項條件中發現,質量的大小並不是決定某個天體是否是恆星的唯一條件。

接下來為了來具體分析分析為什麼水星是行星,而冥王星不是行星,我就來對水星和冥王星做一個簡單的比較:

水星是最接近太陽的一顆行星,其質量和體積與太陽系的其他行星相比確實是最小的,但與冥王星的質量和體積相比較,還是大的多的;其次水星滿足要成為行星的三個條件,而在冥王星繞太陽公轉的軌道上還發現了很多比它質量更大的天體,同時冥王星本身的質量就很小,僅有月球質量的六分之一。

在2006年冥王星正式被從太陽系九大行星裡除名,現如今我們所熟知的太陽系八大行星分別為:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。而冥王星則被列入矮行星的行列之中。因此水星雖然質量和體積都較小,但它確實是行星,而冥王星其實質量比水星要小的多,屬於矮行星。

這些就是我對於你提出的這個問題的回答了,僅供參考,希望可以對你理解這個問題有所幫助!


地質知識科普中心


水星雖然小,但它的質量是很大的,在九大行星中,水星的質量是最大的。人在地球上,為什麼不會掉到太空去,因為地球的引力把人吸附其表面。同樣我們太陽系的九大行星都被太陽引力吸附著,其中水星反太陽引力最小的,也是受太陽引力最大的。冥王星反太陽引力最的,受太陽引力最小的。假設太陽表面是大陸,人在其上。人會驚奇的發現冥王星高高的升在太陽的大氣層上。這就好像在地球上放飛的氫氣球卻飛的比飛機高一樣。氫氣球反地球引力大,在九大行星中冥王星反太陽引力最大,反之水星反太陽引力最小,也是質量最大的星球。水星體積小,質量大,重量也大。水星上的物質此黃金還重。如果把木星看成棉花的話,水星就是泥巴。地球反太陽引力大過水星和金星,卻小於火星。


袁保新


正當人類在地球上爭論著冥王星到底是不是應該被列為行星,還是應該被降級時,冥王星躲在柯伊伯帶,笑眯眯的說了一句,“行星也好,矮行星也罷,管他高的矮的,我就在這裡!”

先來看看行星的定義:

第一:質量足夠大,呈現出球體形態;第二:必須是圍繞著太陽也就是恆星公轉;第三:自己在自己的軌道上,應該是老大,在你的軌道上你做主,沒誰可以影響到你的地位。

可恰恰是冥王星有個條件它不滿足,冥王星是柯伊伯帶內的天體,天文學家初次觀測到它的時候,還以為它是個大行星,可是後來,經過更加精確的觀測,冥王星的直徑是一降再降,從最初的認為是直徑接近一萬千米,直到了現在直徑只有2371千米。

2005年,同樣是在柯伊伯帶中發現了鬩神星,直接撼動了冥王星的地位,經過了精確的觀測得出結果顯示鬩神星只比冥王星小了一點點的外皮,鬩神星直徑為2326千米。

這樣的話,冥王星就不滿足第三個條件了,因為,看樣子你不能坐穩這個位置,如果把你列為了行星,那鬩神星肯定不願意,那怎麼辦,只有重新修改准入條件了,於是,冥王星被開除了。

另外,再看看冥王星的大小是多麼的尷尬:(下面來列舉比冥王星還大的衛星)

月球、木衛一、木衛二、木衛三、木衛四、土衛六、海衛一。這些行星的衛星都比冥王星要大。

再來看看水星,雖然說水星並不算很大,也很小,比木衛三、土衛六這兩個衛星還要小,但是水星三個條件都滿足,所以,人家自然就是行星了。


分享到:


相關文章: