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冥王星的轨道如此稳定，是如何保持的（天体运转）

冥王星的轨道如此稳定，是如何保持的（天体运转）

2025-02-22 01:59:07阅读量：19 字体：大中小

我们现在知道冥王星已经从我们太阳系的行星成员中被驱逐出去了。它被降级为矮行星，冥王星降级的主要原因之一是它奇怪的轨道。冥王星绕太阳自转需要248年。自1930年被发现以来，这颗天体甚至没有完成一个完整的轨道，但这并不是它唯一的奇怪之处。冥王星轨道的性质是一个谜，天文学家在发现它后不久就意识到了这一点。

太阳系所有八大行星的轨道几乎是圆形的，接近太阳的赤道面。地球绕太阳的轨道平面称为黄道，几乎所有行星的轨道都只略微偏离黄道，比太阳系所有行星的轨道都高，而且冥王星的轨道与海王星的轨道相交。
现在最有趣的问题是，天文学家们一直想知道为什么冥王星不与海王星相撞。答案可能在于天体力学的两个术语，方位角振动和纬度振动。由于这两种现象，冥王星可以安全地绕太阳运行，而不会与海王星相撞。这两个术语很容易理解，因为方位平衡描述了冥王星每当经过海王星轨道时总是与海王星保持至少90度的距离，而纬度平衡则确保了当冥王星到达与海王星或其他巨行星最近的点时，它总是保持在它们和太阳系平面的上方。
这个问题考虑了三个大质量物体的初始位置和速度。这些参数根据牛顿三定律和万有引力理论求解它们的运动方程，被认为是冥王星远离危险的原因。数值模拟表明，尽管有这两个普遍特征，冥王星的轨道在技术上仍然是混乱的，一些轻微的初始条件偏差会导致数千万级的轨道。
这一年中有指数级的差异，但幸运的是，冥王星轨道的两个独特特征在数十亿年的时间尺度上仍然存在。天文学家还发现，海王星和冥王星长期存在三对二轨道共振。一个著名的例子是木星的卫星甘尼亚米德和木卫二之间的1对2对4共振。