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为什么冥王星的观测会如此困难?

来源:奇闻网 更新时间:2015-10-13 10:23

茫茫星空中,有七个星体是由古至今都能被人类用肉眼观察到的,他们就是:太阳、水星、金星、月球、火星、木星,土星。(西方人用它们来给星期命名,东亚的人们则用五行命名或索性给他们一个七曜的名字。

至于其他行星,什么海王星和天王星,天王星被发现于1781年,而海王星被发现于1846年(人类知道他们的存在比知道太阳的存在晚的多得多)等等,还有冥王星,尽管他已经被踢出了九大行星家族,但它始终还是冥王星,由罗马神话中的死神之名来命名。冥王星被发现得更晚,在1930年被克莱德汤博发现。

我们对冥王星其实知之甚少。我们知道它的轨道路径,我们可以粗略地估算它的质量,但它星体表面长什么样的?它又有什么特征?事实是,冥王星极其地难被观测到,即使是用哈勃太空望远镜。那么,这是为什么观测冥王星如此困难呢?主要有三个原因。

为什么冥王星的观测会如此困难?

一、亮度

我们都知道,在一间没有任何光线的屋子里,你很难看到屋子里的事物。这是因为物体是由光线反射到眼睛里,然后眼睛才会感受物体的存在的。同理,为了看到冥王星,你需要有光照射到其表面,然后再反射入你的眼睛。那么会有哪些光照射到冥王星上?没错,是太阳。但是,学过物理的人知道,从太阳照射到冥王星的光线强度是和他们之间的距离的平方成反比的。而冥王星与太阳之间的距离是地日之间的30至50倍。

可想而知到达冥王星的太阳光线已经所剩无几了。然而事情会变得更糟。先不提仅仅部分光线会被反射(剩下的光会被星球表面被吸收),反射的光线同样要经历蛮长旅途,最终到达地球的光强也是和地球与冥王星之间的距离成平方反比。冥王星的亮度在科学界被列为13.64至16.3的视星等(apparentmagnitude)。

所谓的视星等是由很早以前的古希腊天文学家创造的一个衡量恒星和行星的亮度的系统。最终的视星等将星星们的亮度分为六等,1级为最亮的而6是最微弱的。现代的科学家们又调整了视星等分类标准,基本是每差一个等级星体的亮度就要除以2.512倍。注意,冥王星在发挥最出色时的亮度是13.64,就是意味着你无法用肉眼来观察到它。

有没有办法来解决亮度的问题?答案是肯定的。观察亮度非常低的天体,最好的办法是收集该天体更多的光线。为了实现它,人们需要拥有巨大直径的天文望远镜,望远镜的直径越大,收集的光线就越多。你可以做一个简单的实验,选择在晚上带着你的普通双筒望远镜到户外去。你可以先用肉眼观察某一区域的星星,然后再用望远镜看相同的区域。你会发现你能看到更多的星星。这是因为望远镜的镜头比你的瞳孔要大得多,为你收集了更多的光线。

二、光污染

晚上的灯光照射到天空中,会在大气中散射,这就会影响那些原本就不怎么亮的星体的观察。要解决光污染,通常有三种方法:1.把灯光全部都关掉。2.自己去一个更高、空气更为稀薄的地方(如山顶)进行观察。3.将观察点移到没有空气的空间(例如哈勃望远镜)。

三、光的衍射

如果你在金属片上开一个小孔,并用单灯来照射它。在金属片背面的幕布上,投影出来的并非是想象中的一个清晰的小孔形状,而是较模糊的一个光的影像,光会改变路线并投射出模糊影像的性质就是光的衍射。

通过物理公式我们可以知道,衍射光弯曲的程度取决于孔的大小以及光的波长。人们尽其所能克服衍射来分辨超远距离处的物体,从而得到更精细影像的分辨率。那么我们该如何得到冥王星的高分辨率图像?最好的办法,根据以上几个原因的总结,就是要尽可能地接近冥王星。这是我们得到冥王星表面更清晰图像的唯一途径。同时,这也就是美国宇航局的新地平线号飞船的目标。

新地平线号仍旧在接近冥王星的路上。不过,它已经传输回比哈勃更为给力的冥王星图片了。该航天器预计会在今年的7月14号到达它与冥王星最接近的地点,到时它们之间仅仅会距离27000公里。对的,这已经是无与伦比地近了。

为了解决冥王星观测困难的问题,科学家想出了各种各样的办法。这些困难反而激励起科学家探测冥王星的决心。希望在不久的将来,我们可以获取更多关于冥王星的知识,以便于更全面的了解宇宙。

标签:冥王星
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