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  十九世紀四十年代奧本·勒維耶通過經典力學分析天王星軌道的攝動後預測海王星的位置。十九世紀末天文學家根據對海王星的觀察推測有其他行星攝動天王星軌道。  1894年富有的波士頓人帕西瓦爾·羅威爾創立羅威爾天文臺;1906年羅威爾開始搜尋可能存在的第九大行星——X行星。1909年羅威爾和威廉·亨利·皮克林提出若干該天體可能處於的天球座標。此項搜尋一直持續到1916年羅威爾逝世為止,但是沒有任何成果。1915年3月19日的巡天已拍攝到兩張帶有模糊的冥王星影象的照片,但是這些影象並沒有被正確辨認出來。已知的此類前向重建照片還有15張,最早可追溯至葉凱士天文臺於1909年8月20日拍攝的照片。  羅威爾的遺孀康斯坦斯·羅威爾為取得其夫遺產與天文臺展開十年訴訟,對X行星的搜尋因由此直至1929年才恢復。時任天文臺主管維斯托·斯里弗在看到克萊德·湯博的天文繪圖樣品後將搜尋X行星的任務交與湯博。  湯博的任務是系統地成對拍攝夜空照片、分析每對照片中位置變化的天體。湯博藉助閃爍比對器快速調換感光幹板搜尋天體的位置變化或外觀變化。1930年2月18日湯博在經歷近一年的搜尋後在當年1月23日與1月29日拍攝的照片中發現一可能移動的天體。1月21日的一張質量不佳的照片確認該天體的運動。在天文臺進一步拍攝驗證照片後,發現第九大行星的訊息與1930年3月13日由電報發往哈佛大學天文臺。自被發現以來,冥王星還沒有完成繞太陽一週的運動,因為冥王星的公轉週期是247.68年。

  發現第九大行星的訊息在全世界產生轟動。羅威爾天文臺擁有對此天體的命名權並從全世界收到超過一千條建議。湯博敦促斯里弗儘快在他人為星球起名前提出一個名字。  英國牛津的11歲學童威妮夏·伯尼因其對古典神話的興趣建議以冥王普路託命名此行星。伯尼在與其祖父福爾克納·梅丹交談中提出這個名字。原任牛津大學博德利圖書館館員的梅丹將這個名字交給天文學教授赫伯特·霍爾·特納。特納將此電報給美國同行。  該天體正式於1930年3月24日命名。所有羅威爾天文臺成員允許在三個候選命名方案中投票選擇一個:彌涅耳瓦(已被一小行星使用)、克洛諾斯(因由托馬斯·傑佛遜·傑克遜·希提出而不受歡迎)、普路託。普路託以全票通過。該命名於1930年5月1日公佈。梅丹在得知此訊息後獎勵其孫女5英鎊(相當於年的英鎊或430美元)。  普路託獲選的部分原因是普路託與頭兩個字母(英語:PL)為帕西瓦爾·羅威爾的首字母縮寫。該天體的天文符號(, unicode U+2647, <unk>)也是由英語:PL構成的花押字。<ref name="JPL/NASA Pluto"></ref>其占星符號則類似於海王星的占星符號(),但是在三叉戟中間的叉改為圓圈()。  該名字迅速被大眾文化所接受。1930年華特·迪士尼似乎受普路託啟發設計米老鼠的寵物布魯托。但是迪士尼動畫師本·夏普斯廷無法確認布魯托名字的來源。1941年格倫·西奧多·西博格按照鈾和<unk>以新發現行星命名的傳統將新創造的元素鈽以該天體命名。  大多數語言中以普路託的不同變體稱呼該天體。在普路託這個名字公佈的同一年,日本天文學者野尻抱影提議在日語中以「冥王星」(;"Meiōsei")一名稱呼普路託。後來的漢語、韓語、越語都是藉此名來稱呼普路託。冥王星被降級為矮行星後,有學者提出將其改稱“冥神星”,這樣才會與主要的小行星的命名法一致,但此提議最終並未實行。  部分印度語言(如印地語的 ;"Plooto")使用普路託稱呼該冥王星。但是其他印度語言使用印度教中的閻摩或佛教的閻羅王稱呼冥王星。越南語也以閻王星(;星閻王)稱呼冥王星。波利尼西亞語言也傾向於使用本土文化中地獄之神稱呼冥王星,例如毛利語中的Whiro。

  自發現冥王星後人們就因其影象模糊而懷疑冥王星不是羅威爾所設想的X行星。二十世紀以來人們對冥王星質量的估計值在逐步縮小。  天文學家最初按照冥王星假定對天王星與海王星軌道的影響計算冥王星質量。1931年計算得出的冥王星質量和地球質量相若,1948年的進一步計算結果則接近火星質量。1976年夏威夷大學的戴爾·克魯克香克、卡爾·佩爾徹與戴維·莫里森 (天文學家)首次計算出冥王星的反照率;計算得到的反照率與固態甲烷相似。冥王星因此比與相同尺寸的其他天體明亮,其大小不會超過地球質量的百分之一。(冥王星的反照率 比地球反射率大倍)  1978年冥衛一的發現允許天文學家首次測量冥王星的質量。經過天文學家測算冥王星質量僅相當於地球質量的0.2%,不足以解釋天王星的軌道擾動。隨後羅伯特·薩頓·哈靈頓在內的諸多天文學家未能找到冥王星以外的X行星。1992年厄蘭·邁爾斯·斯坦迪什用旅行者2號1989年飛掠海王星時所測資料重新計算海王星對天王星的引力作用。旅行者2號的資料將海王星質量的估計值降低0.5%,相當於一火星質量。重新計算的結果中天王星的軌道並沒有異常,自此X行星也無存在的必要。現在大多數科學家同意羅威爾所定義的X行星並不存在。羅威爾曾在1915年預測X行星的位置接近於當時冥王星的位置。恩尼斯特·威廉·布朗在冥王星的發現後不久認為羅威爾的預測是個巧合,此看法至今仍受支援。

  1992年起在冥王星附近發現的諸多天體顯示冥王星是科伊伯帶的一部分。冥王星的行星地位因此受到挑戰。博物館和天文館偶爾會因在太陽系模型中忽略冥王星而引起爭議。海登天文館於2000年2月翻新後重新對外開放後展出只有八顆行星的太陽系模型,在將近一年後登上報紙頭條。  天文學家在科伊伯帶發現越來越多與冥王星大小相似的天體後認為冥王星應重新劃為科伊伯帶天體。2005年7月29日發現新的海外天體<unk>神星的訊息對外公佈。根據推測<unk>神星比冥王星大很多,是1846年發現海衛一後發現的太陽系內最大天體。儘管當時並沒有將其歸為行星的正式共識,媒體與發現<unk>神星的天文學家最初將其稱為第十大行星。天文學界有人將此視為將冥王星劃為小行星的最有力論據。

  對冥王星地位的辯論隨著2006年8月24日IAU決議的出臺進入關鍵階段。IAU決議列出三個條件,符合這些條件的天體可被視為行星:  冥王星的質量是其軌道上其他所有天體質量之和的7%,因為無法滿足第三項條件。(地球的質量是地球軌道上其他天體質量之和的170萬倍)IAU進一步決定將同冥王星一樣無法滿足第三項條件的天體認定為矮行星。  2006年9月13日IAU決定將冥王星、<unk>神星及<unk>衛一編入小行星目錄並正式授予小行星序號: "(134340) Pluto"、"(136199) Eris"、"(136199) Eris I Dysnomia"。如果冥王星在被發現時授予小行星序號,其序號則可能為1164。  天文學界有反對重新分類的聲音。NASA新視野號專案負責人阿蘭·斯特恩曾公開嘲笑IAU決議,聲稱:“從技術角度看這個定義太差勁了。”(the definition stinks, for technical reasons)斯特恩認為地球、火星、木星和海王星的軌道上都有諸多小行星,按照新定義這些天體也不屬於行星。斯特恩還認為包括月球在內的所有大型球形衛星都應被視為行星。當時在羅威爾天文臺工作的馬克·布伊在其網站上反對新定義。還有天文學界也有支援IAU決議的聲音:<unk>神星的發現者麥克·布朗說:“我們通過這雜耍般的程式無意中發現正確答案。很久之前就該如此修改定義。雖然有強烈情緒反應,科學總會自我糾正。”("through this whole crazy circus-like procedure, somehow the right answer was stumbled on. It's been a long time coming. Science is self-correcting eventually, even when strong emotions are involved".)  公眾對IAU決議看法反應不一。很多人接受重新分類,但有人發起線上請願來號召IAU重新將冥王星劃為行星。加利福尼亞州眾議院部分議員提出的一項決議中開玩笑地將IAU的決定稱為“科學上的異端”。鑑於湯博長期居住於新墨西哥州,該州眾議院通過一項紀念湯博的議案,宣佈冥王星在新墨西哥州的天空中永遠屬於行星行列,並將2007年3月13日定為冥王星日。伊利諾伊州參議院在2009年考慮到湯博出生於伊利諾伊州通過相似決議。該決議中宣稱冥王星被IAU“不公平地降為矮行星。”一些人還以不同理由堅持認為冥王星屬於行星。  美國方言學會於2006年第17屆年度詞彙投票上將plutoed選為年度詞彙。"to pluto"意為將“某人或某事降級”。  2008年8月14日至16日IAU定義討論中兩方研究人員參加在約翰霍普金斯大學應用物理實驗室舉行的會議,會上討論現行IAU行星定義。此次會議因此得名為“行星大辯論”,,會後新聞釋出會上顯示科學家們沒有對行星的定義達成共識。大會前IAU在一次新聞釋出會上表示類冥小行星一詞將會用於稱呼冥王星及其他軌道半長軸比海王星半長軸長、有足夠的質量實現流體靜力平衡的天體。

  冥王星的軌道週期為248地球年。冥王星軌道與太陽系內其他的行星軌道有極大的不同。太陽系內其他行星軌道接近圓形、靠近黃道面。冥王星軌道高度傾斜(相對黃道面大於17°)、是高度偏心的橢圓軌道。冥王星因離心率高其軌道的一小部分比海王星軌道更接近太陽。冥王星-冥衛一系統的質心於1989年9月5日到達近日點,自1979年2月7日至2月11日該系統的質心比海王星更靠近太陽。  冥王星的軌道從長遠看是混沌的。計算機模擬可以時間可逆性預測數百萬年內冥王星的位置。因冥王星會受太陽系內細微因素的影響改變軌道,超過李雅普諾夫時間(一千萬年到兩千萬年)後的預測不確定性大。

  從極面上看冥王星的軌道穿過海王星軌道,但是這兩個天體由於以下原因不會靠近或碰撞。  冥王星軌道與海王星軌道並沒有交點。從極面上看冥王星與海王星的距離在冥王星處於近日點時最近,但此時冥王星因與海王星軌道相隔8天文單位而不會產生碰撞。冥王星的升交點和降交點與海王星的對應交點相隔超過21°。  冥王星的軌道可能受到其他行星的攝動(拱點進動)而最終與海王星相撞。因此還有其他機制防止兩顆天體相撞。其中最主要的機制是冥王星與海王星的2:3平均運動軌道共振:冥王星完成兩次公轉時,海王星完成三次公轉。該過程以約五百年的週期周而復始。每個週期內當冥王星首次抵達近日點時,海王星位於冥王星後50°。在冥王星第二次抵達近日點時,海王星則在冥王星前方50°。因此冥王星與海王星的最近距離是17天文單位,大於冥王星與天王星的最近距離(11天文單位)。  冥王星與海王星之間的2:3共振非常穩定。該機制防止兩顆天體改變相對位置,使其無法靠近對方。即便冥王星軌道與海王星軌道共面,兩顆天體也不會相撞。

  數值研究顯示冥王星和海王星的軌道在數百萬年內沒有太大變化。除2 : 3共振外主要有兩個機制穩定冥王星與海王星的公轉。  冥王星的近日點幅角因古在機制在90°左右震盪,冥王星因此在近日點時距離黃道面最遠。冥王星近日點幅角相對於海王星變化的幅度為38°,冥王星近日點因此與海王星軌道的角距離總不小於52° 。兩顆天體的角距離大約每一萬年達到最小值。  冥王星與海王星的升節點黃緯存在隨著上述天平動存在共振,當兩升節點黃緯相同時冥王星近日點恰好與升節點與太陽的連線成90°。(1:1超共振)所有的類木行星都促成該現象的產生。  冥王星近日點幅角的天秤動是由冥王星與海王星相互交換角速度而引起的,以兩萬年為週期。

  冥王星的自轉週期約為6.39地球日。冥王星的自轉軸與公轉平面的夾角間隔120°,冥王星因此有著極端的季節變化;在至點時陽光持續照射冥王星表面的四分之一,另外四分之一則完全沒有陽光照射。

  冥王星至少有一個準衛星:。在過去十萬年內是冥王星的準衛星並可能在未來二十五萬年中保持此狀態。會以兩百萬年為週期成為冥王星的準衛星。冥王星可能還有更多的共軌天體。

  冥王星距離地球很遠,從地球上對冥王星進行細緻研究非常困難。因此在2015年7月14日新視野號飛掠冥王星系統前冥王星的諸多細節仍屬於未知數。

  冥王星表面由超過98%的固態氮、微量甲烷、微量一氧化碳組成。冥王星朝向冥衛一的一面固態甲烷較多,向背的一面一氧化碳和氮較多。  冥王星表面顏色與亮度變化較大。冥王星是太陽系內最表面反差最大的天體之一,反差程度與土衛八相似。冥王星表面的顏色包括炭黑色、深橙色、白色。冥王星的顏色與木衛一的顏色接近,但是橙色稍多。外觀上看起來有一特別巨大、明亮的區域,被暱稱為「心」,看起來也像布魯托。

  冥王星的密度為。冥王星內部的岩石與表面冰層可通過放射元素衰變熱分離,科學家因此判斷冥王星內部結構應已分化:岩石構成的地心被冰構成地幔所包圍。地心直徑假設為左右,大約為冥王星直徑的70%。地核與地幔之間可能有由放射衰變熱產生的左右的液態水層。

  冥王星的質量為 1.31×10 千克,不到地球質量的0.24%。冥王星的直徑是2372km。冥王星的表面積為,與俄羅斯國土面積相近。冥王星大氣層的存在使測定冥王星固體表面尺寸變得複雜。  1978年冥衛一的發現允許科學家通過牛頓推導的開普勒第三定律測量冥王星-冥衛一系統的質量。科學家也可通過冥衛一的掩星更準確地估算冥王星直徑。科學家還通過自適應光學技術更準確地觀測冥王星的形狀。  冥王星比所有類地行星都小。冥王星也比太陽系內七個自然衛星要小(木衛三、土衛六、木衛四、木衛一、月球、木衛二、海衛一)。  冥王星的直徑約是穀神星的兩倍,冥王星的質量是穀神星的數十倍。冥王星比<unk>神星輕。目前還不清楚<unk>神星和冥王星之間的直徑大小關係,這兩顆矮行星直徑的估計值都在2330公里左右。  冥王星的直徑因大氣層和碳氫化合物所產生的霾而不易測量。2014年3月勒盧什等根據冥王星中甲烷比例判斷冥王星尺寸應不小於2360公里,大約為2368公里,比<unk>神星稍大。

  冥王星有一層稀薄的大氣層。冥王星的大氣層含有氮氣、甲烷、一氧化碳,這些氣體與冥王星表面達到平衡。地表大氣壓約為6.5微巴到24微巴(0.64帕至2.4帕),約為地球大氣壓的一百萬分之一到十萬分之一。冥王星的橢圓軌道造成的溫度變化對其大氣層有很大影響。  冥王星大氣層內的甲烷產生逆溫現象:冥王星地表10公里上空的平均溫度比地表高36開爾文。低層大氣中的甲烷含量比高層大氣高。  1987年冥王星南極長達120年的極夜結束,南極表面的固態氮開始昇華。昇華的固態氮導致冥王星2002年大氣壓比1988年大氣壓高。

  冥王星有五個已知的天然衛星:1978年詹姆斯·克里斯蒂發現的冥衛一、2005年發現的冥衛二和冥衛三、2011年發現的冥衛四、2012年發現的冥衛五。冥王星的衛星軌道都為圓形(離心率小於0.006)、與冥王星赤道共面(傾角小於1°)。 冥王星的衛星與冥王星軌道平面的夾角因此為120°。冥王星系統非常緊湊,五顆衛星都處於穩定順行軌道可能存在區域中最靠內的部分。冥衛一離冥王星最近,其質量足以實現流體靜力平衡。冥王星-冥衛一系統的質心在冥王星外。剩下的四顆衛星都位於冥衛一軌道外。  冥王星衛星的軌道都處於或接近軌道共振。冥衛二、冥衛三、冥衛五的軌道週期比例在計入拱點進動作用後為18:22:33。冥衛一、冥衛二、冥衛三、冥衛四、冥衛五的軌道週期之比也接近1:3:4:5:6。  冥王星-冥衛一系統的質心在中心星體外,此類系統在太陽系內部不多。(例如小行星617或太陽-木星系統)一些天文學家據此將冥王星-冥衛一系統稱為雙矮行星。冥王星與冥衛一相互潮汐鎖定。兩天體沿質心公轉的週期與各自自轉週期相同。2007年雙子星天文臺在冥衛一表面觀察到氨水和水的晶體,暗示活躍冰火山的存在。  一般認為冥王星的衛星由太陽系早期冥王星與較小天體碰撞產生的碎片聚集而成。 然而冥衛四的反照度比其他衛星都低,無法用撞擊說解釋。

  美國國家航空暨太空總署在2006年1月19日發射無人探測船新視野號,對冥王星及柯伊伯帶進行探索任務。  在制定這探索計劃與發射探測器當時,冥王星是太陽系中唯一一個尚未有人造衛星探測器到訪的行星,但當探測器經過漫長的旅行成功到達目的地前,冥王星已於2006年8月24日被列為矮行星。當然,冥王星的等級劃分並不會真的影響到探索任務本身。新視野號在2015年7月14日到達冥王星10,000公里的距離,以進行觀測。在最接近冥王星時新視野號相對於冥王星的速度是13.78公里/秒,與卡倫的距離將接近至約27,000公里,但在飛行的過程中還可以修改這些引數。
冥王星(小行星序號:134340 Pluto。天文代號:<unk>,Unicode編碼U+2647)是柯伊伯帶中的矮行星。冥王星是第一顆被發現的柯伊伯帶天體。冥王星是太陽系內已知體積最大、質量第二大的矮行星。在直接圍繞太陽執行的天體中,冥王星體積排名第九,質量排名第十。冥王星是體積最大的海王星外天體,其質量僅次於位於離散盤中的<unk>神星。與其他柯伊伯帶天體一樣,冥王星主要由岩石和冰組成。冥王星相對較小,僅有月球質量的六分之一、月球體積的三分之一。冥王星的軌道離心率及傾角皆較高,近日點為30天文單位(44億公里),遠日點為49天文單位(74億公里)。冥王星因此週期性進入海王星軌道內側。海王星與冥王星因相互的軌道共振而不會碰撞。在冥王星距太陽的平均距離上陽光需要5.5小時到達冥王星。