为什么冥王星的轨道是椭圆又倾斜的？

 

       提问：Roey

 

       好奇喵：又是一个宏大而复杂的问题，好奇喵好难啊……不过在查阅了资料，请教了天文学家之后，好奇喵还是可以为Roey提供一些参考答案。
 

       首先，我们可以肯定的是，太阳系内的所有天体绕着太阳运转都是引力作用的结果。而且，太阳系中各个天体的公转轨道都不在一个平面内，每两个轨道平面之间都有一个夹角。所以，天文学家为了统一描述轨道的倾斜程度，就以地球的轨道平面为参考平面，这样其他天体的轨道平面与参考平面的夹角就可以相互比较了，而这个夹角就叫做轨道倾角。
 

       大多数行星的轨道倾角都很小（小于 5°），只有水星的轨道倾角（7°）稍大。总的来说，如果不仔细辨别的话，几大行星的轨道几乎都在同一个平面内，它们的公转轨道也是更接近于正圆的椭圆形。与此相比，冥王星却大不相同，它的轨道倾角达到17.16°，明显偏离了参考平面。
 

       为什么会这样呢？其实，这也是引力作用的结果――太阳系中的每个天体，除了受到太阳的引力牵扯，还会受到其他天体的引力影响，这其中对冥王星的公转轨道造成最大影响的就是海王星。天文学家发现，海王星曾向太阳系外迁移。由于海王星要比冥王星大很多，并且它们的距离较近，因此海王星在迁移时，对冥王星的轨道产生了明显影响，以至于产生了更大的倾角。不仅是冥王星受到了影响，柯伊伯带中的雨神星、亡神星等小天体也受到了同样的影响，从而都有着与冥王星相似的轨道。
 

       接下来，我们来讨论各个天体的轨道为什么不是正圆形。当一颗小天体被太阳的引力“捕获”时，它在引力作用下可能会有以下几种运动方式：质量小、速度慢或者离太阳近的天体，会以螺旋形的轨道撞向太阳而毁灭，水星就面临着这样的危险；速度快或者离太阳远的天体，会在靠近太阳时来一个接近 360° 的急转弯，以类似 U 形的轨迹飞离太阳，并且永远不会返回。至于其他的天体，则会在太阳的引力下，进入一个椭圆轨道或圆形轨道进行周期性运动，这就是公转。
 

       但是，要进入完美的圆形轨道所需的条件非常苛刻：第一，小天体初始速度的方向与引力方向要垂直；第二，小天体初始速度的大小要非常合适；第三，小天体还不能受到其他天体的影响。同时满足以上三个条件是非常困难的，所以太阳系中的天体在各种因素的影响下，公转轨道都是椭圆形的。
 

       当然，好奇喵的回答仅仅是当前比较受认可的理论，并不是最终答案。关于天体、星系或者宇宙的演化，目前还有很多谜题尚未得到解答，这需要天文学家带领我们不断发掘真相。