谷神星

谷神星

谷神星

曙光号在2015年2月19日拍摄的谷神星。

发现[1]

发现者朱塞普·皮亚齐

发现日期1801年1月1日

编号

MPC编号谷神星（小行星1）

命名依据刻瑞斯

其他名称A899 OF; 1943 XB

小行星分类矮行星

主带

形容词Cererian

轨道参数[2]

历元 2009年6月18日

（JD 2455000.5）远日点446,669,320 km（2.9858 AU）近日点380,995,855 km（2.5468 AU）半长轴413,832,587 km（2.7663 AU）离心率0.07934[2]

轨道周期1680.5 日

4.60 儒略年

平均速度17.882 km/s

平近点角27.448°

轨道倾角10.585°[2]（相对于黄道）

9.20°（相对于不变平面）[3]

升交点黄经80.399°[2]

近日点参数72.825°[2]

物理特征

赤道半径487.3 ± 1.8 km[4]

极半径454.7 ± 1.6 km[4]

质量9.43 ±0.07×1020kg[5]

平均密度 2.077 ±0.036 g/cm3[4]

表面重力0.27 m/s2

0.028 g[6]

逃逸速度0.51 km/s[6]

恒星自转周期0.3781 d

9.074170 h[7][8]

转轴倾角大约3°[4]

北极赤经19 h 24 min

291°[4]

北极赤纬59°[4]

反照率0.090 ±0.0033 （几何）[9]

表面温度最低平均最高

K? ~167 K[14]239 K[14]

光谱类型C-型小行星[10]

视星等 6.7[11]至9.32[12]

绝对星等(H) 3.36 ±0.02[9]

角直径0.84"[13]至0.33"[6]

谷神星（英语、拉丁语：Ceres），正式名称为第1号小行星谷神星（1 Ceres），是在太阳系内已知最大的小行星，并且是唯一位于主带的一颗矮行星。它于1801年1月1日被朱塞普·皮亚齐发现[15]，有长达半世纪之久的时间被称为第8颗行星。它的名称源自刻瑞斯，是掌管植物生长、收获和慈爱的罗马神。

谷神星直径大约950千米（590英里），是小行星带中已知最大和最重的天体，它的质量占小行星带总质量的三分之一（32%）[16][17]。最近的观测显示它外表呈现球状，这不同于其他较小且重力较低而呈现不规则形状的小行星[9]。谷神星的表面可能是各种水冰和水合矿物（如碳酸盐岩和黏土等）的混合物[10]。谷神星也出现了分化，有岩石化的核心和以冰为主的地幔[4]，表面可能有在液态水海洋下形成的海湾[18][19]。

从地球看谷神星，它的视星等在6.7至9.3之间变化着，这种光度太暗以致于不能用裸眼看见[11]。在2007年9月27日，NASA发射了黎明号太空船前往探测灶神星（2011年7月抵达）和谷神星（2015年3月抵达）[20]。

发现[]

1772年，约翰·波得最先提出在火星和木星之间可能有一颗未知行星的猜测[15]，这主要是根据约翰·丹尼尔·提丢斯1766年提出的提丢斯-波得定则。当时观察到已知的行星轨道半长轴长度之间有某种规律，但在火星和木星之间广大的空隙却破坏了这个规律[15][21]。这个模式预测有一颗轨道半长轴为2.8AU的行星失踪了[21]，而威廉·赫歇尔在1781年发现的天王星[15]接近提丢斯-波得定则所预测在土

星轨道外下一颗天体的位置。因此，他们在1800年邀请当时知名的24位有经验的天文学家，共同规划有条不紊的来搜寻这颗建议中的星球[15][21]。这个团队由Monatliche Correspondenz的弗朗兹·冯·札奇（Franz Xaver von Zach）领导，虽然没有发现谷神星，但稍后他们发现了几颗较大的小行星[21]。

皮亚齐的书描述谷神星的发现

皮亚齐是在西西里巴勒莫受邀参加搜寻工作的天学家之一，但是在他回复同意接受邀请加入这个团队之前，皮亚齐已经于1801年1月1日发现了谷神星[22]。当时他在搜寻拉卡伊87，因为它没有出现在拉卡伊的黄道星表所列出的位置上[15]。在这颗恒星的位置上，皮亚齐发现了一颗像恒星的会移动天体，起初他认为是一颗彗星[23]。皮亚齐总共观测了谷神星24次，最后一次是1801年2月14日，他的观测因为生病才中断。他在1801年1月24日公布了此一发现，但只是写信通知了两位天文学家：他在米兰的同胞巴尔纳巴·奥里亚尼与柏林的约翰·波得[24]。他在报告中说这是一颗彗星，“但是它的运动非常缓慢而且均匀，它让我数度想到应该不是彗星，而更像是其它种类的天体”[15]。在4月，他将完整的观测报告送给巴尔纳巴·奥里亚尼、约翰·波得和在巴黎的拉朗德，这些资料都登载在1801年9月的《每月通讯》（Monatliche Correspondenz）[23]。

不久之后，由于地球在轨道上的运动，谷神星的视位置有了明显的改变，它的位置太靠近太阳的眩光中，所以其它的天文学家无法在当年结束之前确认皮亚齐的发现。然而，间隔了这么久的时间，很难预测它确切的位置。为了再次找到谷神星，当时年仅24岁的高斯发展出了一种有效的方法测量轨道[23]。他将完整的三次观测资料（时间、赤经和赤纬），代入他自己暂定的开普勒定律。在数学上，这意味着一个在空间中确定的圆锥曲线，将太阳当作圆锥曲线的一个焦点，和二次圆锥曲线上的三个交点（从地球视线的直线与本身运动的椭圆轨道交点），可

以由经历的时间测量行星在弧线上的移动（弧长可以依据开普勒第二定律计算）。这个问题会导出一个至八个解的方程式，但其中的一个解，地球的轨道是已经知道的。而利用物理学的条件可以排除其余的六个解，得到解决的方案。在这项工作中，高斯使用了他为此目地而创建的全面近似法[25]。只用了几个星期的时间，他就完成路径的预测，并送交给冯·扎克。在1801年12月31日，冯·扎克和欧伯斯在接近预测的位置上找回了谷神星[23]。

赫歇尔在1802年估计谷神星的直径是260千米，约翰·希罗尼穆斯·施罗特（Joha nn Hieronymus Schröter）在1811年的估计则是2,613千米[26][27]。

命名[]

皮亚齐最初建议命名为刻瑞斯·费迪南多（Cerere Ferdinandea），来源于罗马神话中的谷物女神刻瑞斯及两西西里王国的费迪南多国王[15][23]。但“费迪南多”不被世界上其他的国家接受，因此没被采用。另外，该天体在德国曾被称为“赫拉”，但为时不长[28]。在希腊，它被称为Δήμητρα（得墨忒耳），是与谷神星相同意义的希腊文；但在英文的语法中，Demeter是另一颗小行星小行星1108的名字。形容词的格式是Cererian[29]或是罕用的Cererean[30]，是从拉丁文

的所有格Cereris转换的[31]。谷神星的符号是一把镰刀（），与金星的符号相

似（），后者是象征女性的性别符号和维纳斯手中的镜子[23][32]。1803年发现

的元素铈就是以谷神星的拉丁名称Cerium命名的[33]。同样是在1803年发现的元素钯，起初也相依据谷神星来命名，但在铈被命名之后，发现者改为依据在1802年第二颗被发现的小行星智神星来命名[34]。

地位[]

谷神星、地球和月球的比较图[35]

谷神星的归类已经变更过很多次，并且都是天文学家们的意见不和造成的。约翰·波得相信谷神星就是那颗在火星和木星之间，距离太阳4.19亿千米（2.8AU）的“失踪行星”[15]。谷神星被赋予一个行星的符号，在更多小行星被发现之前，