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冥卫一(Charon,卡戎)
Charon in True Color - High-Res.jpg
新视野号上搭载的长程勘察相机(LORRI)
于2015年7月13日拍摄的冥卫一照片
发现
发现者 美国 詹姆斯·克里斯蒂
发现时间 1978年6月22日
太空任务 美国 新视野号
轨道特征
轨道半长轴 19,571 ± 4 公里
扁率 0.00000 ± 0.00007
轨道周期 6.387230 ± 0.000001天
(6天9小时17分36.7秒 ± 0.0864秒)
轨道倾角 112.78±0.02° (对黄道面)
0.00°±0.014° (对冥王星的赤道)
119.59±0.02° (对冥王星的轨道)
冥王星卫星之一
物理性质
平均直径 1207 公里 ± 3 公里
(0.095 Earths)
质量 (1.52±0.06)×1021 公斤
(2.54×10−4 Earths)
平均密度 1.65 ± 0.06 公克/厘米3
表面重力 0.278 米/秒2
逃逸速度 0.580 公里/秒
表面温度 -220 ℃ (53 K)
自转周期 6.387230 ± 0.0864秒(同步自转)
转轴倾角 0
反射率 在0.36 ~ 0.39 间变化
大气层 无 (< 11 毫帊)

冥卫一(Charon /ˈʃærən/,  /ˈkɛərən/ ), 台湾译作凯伦中国大陆译作卡戎,名称源于罗马神话中冥王普路托的役卒卡戎,向亡魂索取金钱为他们划船渡过冥河。天文学家于1978年发现了冥卫一,并在2005年发现另外两颗冥王星的卫星:冥卫二冥卫三,2011年7月哈勃太空望远镜发现了第四颗卫星,临时命名为S/2011 P4,2012年7月11日又宣布发现了第五颗卫星S/2012 P1。依现行的定义,冥卫一是冥王星最大的卫星,可与冥王星组成双矮行星新视野号于2015年7月14日飞掠冥王星和卡戎。“卡戎”一名称很容易和太阳系的另一个小天体喀戎(2060 Chiron)混淆。

发现

卡戎是在1978年6月22日被天文学家詹姆斯·克里斯蒂以高放大率检验一个月前的一组冥王星的摄影底片的影像时发现的。克里斯蒂注意到有一个微小的凸起会周期性的出现。稍后,回溯到1965年4月29日底片也确认了这个凸起。

名称

卡戎原来的临时名称是S/1978 P 1,是根据当时大会制定的新的命名规则给予的。稍后,克里斯蒂称之为“卡戎(Charon)”,但直到1985年国际天文联合会才认同这个名字是官方的名称。在希腊神话中卡戎是死者的摆渡人,与冥王黑帝斯(在罗马神话中称作普鲁托)在神话中是紧密联系在一起的神祇。

虽然在传统的英语发音中,“Charon”中的“ch”发的是k的音,但是克里斯蒂在这颗卫星的发音上将“ch”的发音改为shIPA [ʃ]),因为他妻子名字Charlene中的“ch”就念sh。于是sh的发音也在天文界流行了开来,大家都使用这样的发音,在中文中也有对应的译音“夏龙”。不过除了英语以外,其他语言依然使用原本神话的发音,念k音。

形成

冥卫一可能的形成机制示意图

罗宾·坎二模拟的结果在2005年出版,提出卡戎是在约45亿年前的大碰撞中形成的,非常像地球月球的状况。在这个模型中,一个巨大的柯伊伯带天体以高速撞击冥王星,摧毁了自己,也轰掉了冥王星大部分的地幔,卡戎则从这些碎片中聚合而成。但是,这样的撞击应该会使冥王星有比我们发现的更多岩石成分,而卡戎会有更多冰的成分。因此现在认为冥王星和卡戎在轨道上碰撞之前就是两个不同的天体,而这次碰撞虽然猛烈,但仅能将冰像甲烷一样的蒸发掉,却不足以造成瓦解的情形。

物理性质

卡戎的直径约为1,212千米,正好约为冥王星的一半,表面布满了冰冻的水冰。与冥王星不同的是,卡戎的表面看起来可能是被冻结的不易挥发的水。卡戎表面温度约为-230℃,密度为1.7克/立方厘米,显示组成成分中,岩石占了一半多,冰则比一半少一点。其表面大气仅约为0.1毫巴左右,是地球表面大气浓度的万分之一,稀薄到几近于无,现时科学家正努力研究冥卫一的表面,以确定该卫星有没有大气层。

轨道特性

该冥王星和卡戎的斜面图展示了冥王星围绕着其自身外的一个点旋转,图中可见两个天体间的同步自转
冥王星与冥卫一相互旋转一周期。由新视野号于2014年7月19日到7月24日沿黄道面拍摄。

冥王星和卡戎在潮汐锁定的状态下,以6.387天的周期互绕,所以永远以相同的位置遥遥相对。两者的平均距离是19,570 千米(12,163英里)。卡戎的发现使天文学家可以精确的测量冥王星系统的总质量,而互掩可以计算各自的大小(直径),但是个别的质量依然只能用估计的,直到2005年发现冥王星外围的卫星,才依据外面卫星的轨道细节揭露出卡戎的质量大约是冥王星的11.65%,[1][永久失效链接]同时也显示密度为1.65±0.06公克/公分³,并建议有55±5%是岩石,45%是冰。冥王星的密度较高,约有70%的岩石。

卫星还是矮行星?

地球阋卫一阋神星冥卫一冥卫二冥卫三冥卫四冥卫五冥王星鸟神星妊卫一妊卫二妊神星赛德娜小行星225088创卫一创神星亡卫一亡神星
地球阋神星冥王星鸟神星妊神星赛德娜小行星225088创神星亡神星及其卫星的大小比较图。

冥王星-卡戎的质心落在这两个天体之外,因此其中一个并不是真正绕着另一个在公转,而且两者的质量是可以相互比较的,因此卡戎不适合被当作冥王星的卫星。取而代之的是,他们应该是双矮行星,应随着冥王星一起重分类。

国际天文学联合会的年会中有一项草案是2006年行星重定义,建议行星必须绕着太阳运转,并且有足够大的重力使本身成为球体。在这样的草案下,卡戎有资格成为行星,因为草案明确定义卫星的条件是系统的重心必须在主要的天体内部。但最后的重分类将冥王星归类为矮行星,但却没有正式的定义行星的卫星,使卡戎的身份变得很不明确(迄今,卡戎尚未被国际天文学联合会列入矮行星的候选名单中)。

冥卫二冥卫三冥卫四冥卫五也环绕着相同的重心,但是它们不够大而不是球体,所以很简单的可以认定是冥王星的卫星。或者以另类的看法,它们是冥王星-卡戎系统的卫星。

外部链接

参见


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