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关于太阳系,有件事很少有人知道。其实在1845年的时候,太阳系曾经一度被认为有11颗行星。 除了水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星这7颗之外,还有4个:1801年发现的谷神星、1802年发现的智神星、1804年发现的婚神星、1807年发现的灶神星。现在我们知道这4个都是小行星,但当时它们全都被归类为行星。 你可能想问:海王星呢?那时候还没发现。 但随着越来越多这种小天体被发现,人们才意识到这种分类不合理。首先它们太小了,比已知行星小很多;其次轨道不稳定,跟正常行星不一样;最关键的是,数量太多了——到现在,太阳系内发现的小行星总数接近150万颗。 1802年,发现天王星的天文学家威廉·赫歇尔就提出,应该用“小行星”给它们命名。但几百年来,这些小行星对我们来说只是模糊的天体,从来没有近距离观察过。 直到2011年,NASA的黎明号探测器才首次带我们近距离观察了其中的两颗:灶神星和谷神星。 黎明号的“慢”功夫 黎明号2007年9月27日发射,花了4年时间,2011年才到达灶神星轨道。为什么会这么慢? 不是技术落后,而是它用了一种非常节能、适合长途任务的发动机——离子发动机。 传统化学火箭靠燃料燃烧产生推力,而离子推进器是用电把惰性的氙气电离,产生加速度。电离气体以每小时15万公里的速度喷出,推动航天器向反方向运动。 由于电力有限,电离气体消耗得慢,所以加速度非常小——从零加速到每小时100公里需要整整4天。但优点是可以连续不断地点火,几个月甚至几年。只要时间积累足够,也能获得很快的速度。 黎明号在前往火星的路上,85%的时间都在点火推进,只消耗了72公斤氙气,速度就超过了每秒1.8公里。如果用传统化学燃料,可能需要几吨燃料才能办到。 正是靠这种长续航的推进方式,黎明号成了第一个进入两颗小行星轨道的探测器。 灶神星:差点成为行星的“胚胎” 2011年7月16日,黎明号进入灶神星轨道,传回第一批图像。我们在望远镜里看了两个世纪的小行星,离近一看竟然像一颗土豆,形状很不规则。 天文学里有个概念叫“流体静力平衡”,是区分小行星、矮行星和行星的标准。如果天体质量足够大、引力足够强,内部的压力刚好抵消自身引力产生的收缩趋势,就会处于流体静力平衡状态,形状接近球形——太阳系的八大行星都是这样。 但灶神星体积和引力太小了,平均直径只有525公里,连
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