天文史上的今天 | 冥卫一“卡戎”的发现

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1978年6月22日晚，美国海军天文台的天文学家发现了冥王星的第一颗卫星：冥卫一（卡戎）。

这张照片里，你看到了什么？

左侧和右侧两幅图像有什么差别？

对，左侧的图像右上方似乎有一个“肿块”——这是冥王星最大的卫星——冥卫一在1978年6月22日被发现时，科学家们所观察的照片。

有时候，伟大的发现就隐藏在细节之中。

冥王星身上的“肿块”？

美国海军天文台的天文学家詹姆斯·克里斯蒂（坐者），他在1978年6月22日晚，发现了冥王星的第一颗卫星

来源：wiki

自从1930年发现冥王星以来，这颗曾经的第九大行星一直就是“孤家寡人”。因为距离太过遥远，人们对它的了解几乎就停留在一个模糊的光点上。

但在1978年，情况第一次发生了变化。

这一年的6月22日夜间，美国海军天文台的天文学家詹姆斯·克里斯蒂（James Christy）正在对由1.55米望远镜拍摄的图像底片做例行检查。拍摄这些照片的目的是为了更好地确定冥王星的轨道，以便编制更加精细的星历表。

美国海军天文台设在亚利桑那州弗莱格斯塔夫的1.55米反射镜，这是发现冥卫一时使用的望远镜

来源：www.ceravoloimages.com

突然之间，克里斯蒂注意到有几张图像中的冥王星似乎不那么“圆”。一开始他怀疑是不是底片问题导致的，但是同一张底片上背景恒星的亮点并没有出现拉长的情况；而在其他底片上，冥王星的亮点又再次变圆了。

这一情况引起了克里斯蒂的兴趣，他检索了天文台此前拍摄的冥王星图像档案，结果注意到了更多的光点“拉长”的情况，似乎冥王星上长出了一个“肿块”，并且他还进一步注意到，这个“肿块”似乎还会随着时间推移，相对背景恒星改变位置。

冥卫一的发现照，左侧图像中，冥卫一位于冥王星旁侧，右侧图像中，由于围绕冥王星公转，冥卫一被冥王星遮挡，看不到

来源：NASA

在排除了底片或技术原因导致的误差可能性之后，克里斯蒂脑海中剩下的唯一可能性就是：这是一颗冥王星的卫星！这颗此前未知的卫星在距离冥王星大约1.96万公里的未知上运行，围绕冥王星转动的周期大约仅有6天左右。

1978年7月7日，这项发现以国际天文学联合会（IAU）中央天文电报局第3241号公报的形式正式向国际天文学界通报，在公报中，这颗新发现的冥王星卫星被赋予1978P1的临时编号。

国际天文学联合会（IAU）中央天文电报局第3241号公报原件截图，其中一开头就宣布了“1978P1”的发现

来源：IAU

对此，克里斯蒂建议将这颗新卫星命名为“卡戎”（Charon），这是希腊神话中冥界摆渡人的名字，非常符合冥王星卫星的定位，因此这一命名得到了采纳。更多时候，我们将其称作“冥卫一”。

冥卫一的发现具有重大意义，它的发现让天体物理计算有了抓手。天文学家们借助对冥王星-冥卫一之间相互运动的观察，大大提升了对冥王星质量和直径的计算精度，他们还计算出了冥卫一的质量和直径，发现其直径大小几乎相当于冥王星的一半，质量也达到冥王星的1/7左右。这是难以置信的比例，以地月系为例，月球的直径是地球的1/4，质量则是地球的1/81。

冥王星-冥卫一绕转示意图，他们在围绕共同质心运行

来源：NASA

如此小的质量差距，让冥王星-冥卫一系统的质量中心位于冥王星之外，也就是说，严格意义上看，冥卫一并没有围绕冥王星公转，而是冥王星和冥卫一一同在围绕着它们共同的质量中心在运行。从这个角度看，说它们是矮行星-卫星关系似乎不太合适，说它们是“双矮行星”关系可能反而更符合事实。

不过，尽管发现了冥卫一，但冥王星仍然太过遥远，冥卫一距离冥王星又那么近，从地球上一直难以开展有效观测。这种情况直到1990年哈勃空间望远镜的升空才开始出现改观。

再来看一张，相互绕转的情况更清楚

来源：wiki

在冥卫一被发现之后长达30多年，它一直被认为是冥王星唯一的一颗卫星。然后，人类历史上第一次开展的冥王星探测项目开始了。

为了让“新视野”号探测器飞越冥王星附近时不会莫名其妙一头撞上其他未知的小卫星，科学家们利用哈勃望远镜对冥王星周围空间进行了搜寻，看看究竟有没有其他小卫星。这样做的结果是在2005年发现了冥卫二（Nix）和冥卫三（Hydra），然后再2011年和2012年又分别发现了冥卫四（Kerberos）和冥卫五（Styx）。

冥王星和它三颗卫星的大小对比

来源：wiki

目前我们所认识的冥王星系统，包含多达5颗卫星

来源：NASA

艺术想象图：从一颗小卫星上远眺冥王星和冥卫一

来源：wiki

2015年，新视野号探测器第一次飞越冥王星系统，这是最高清的冥卫一图像，发现30多年后，我们终于看清了这颗卫星的真实模样

来源：NASA

随着2015年“新视野”号探测器飞越冥王星系统，人类终于第一次看清了这个遥远，寒冷的冰雪世界，此时，距离冥王星发现已经85年，距离冥卫一发现37年。

编者按：

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