矮行星是太阳系中一类特殊的天体——它们足够大，能够依靠自身引力形成球形，但又不够大，未能清空其轨道周围的邻居。它们介于行星和小行星之间，是太阳系的“第三世界”。这个类别由国际天文学联合会在2006年创立，最著名的成员是曾被当作第九行星的冥王星。矮行星不仅是行星定义的“妥协产物”，更代表了太阳系形成过程中“未完成”的行星胚胎。研究它们，就是研究太阳系早期的演化历史。
1930年，克莱德·汤博在洛厄尔天文台发现了冥王星。当时天文学家以为它很大，将其列为太阳系第九行星。
但随着观测技术进步，冥王星的真实面目逐渐浮现：
| 年份 | 发现 | 对冥王星的影响 |
|---|---|---|
| 1978 | 发现冥卫一（卡戎） | 首次精确测量冥王星质量，发现它远小于估计 |
| 1992 | 发现第一个柯伊伯带天体（1992 QB1） | 冥王星不再是太阳系边缘的孤独存在 |
| 2000s | 陆续发现多个柯伊伯带大天体 | 阋神星甚至比冥王星还大 |
| 2005 | 发现阋神星（Eris） | 冥王星“第九行星”地位彻底动摇 |
2006年8月，国际天文学联合会在布拉格召开大会，核心议题：什么是行星？
经过激烈争论，大会通过决议，首次给出了行星的科学定义：
一颗天体要被称为“行星”，必须同时满足： 1. 绕太阳运行 2. 有足够质量，靠自身引力形成球形（流体静力学平衡） 3. 清空了自己轨道周围的邻居
第三条“清空轨道”是门槛：
因此，冥王星被归入新设立的类别——矮行星。
迈克尔·布朗因发现阋神星间接导致冥王星“降级”，常自称“杀死冥王星的人”。他后来写了本书，书名就叫《我如何杀死冥王星》。
这个定义并非没有争议：
支持者认为：
反对者认为：
无论如何，这一定义至今有效。目前太阳系有：
根据IAU定义，矮行星必须满足： 1. 绕太阳运行（不是卫星） 2. 有足够质量，形成球形 3. 未清空轨道 4. 不是卫星
与行星的区别：未清空轨道
与小行星的区别：球形（流体静力学平衡）
| 特征 | 矮行星 | 行星 | 小行星 |
|---|---|---|---|
| 形状 | 球形/近球形 | 球形 | 不规则 |
| 质量 | 足够自引力塑形 | 清空轨道 | 不足以塑形 |
| 轨道邻居 | 存在大量同类 | 已清空 | 共享轨道 |
| 数量 | 已知5+，候选数十 | 8 | 数百万 |
矮行星可分为三类，反映其形成位置：
| 类型 | 位置 | 成分 | 代表 |
|---|---|---|---|
| 小行星带矮行星 | 火星木星之间 | 岩石为主 | 谷神星 |
| 柯伊伯带矮行星 | 海王星外（30-50 AU） | 冰+岩石 | 冥王星、阋神星、鸟神星 |
| 离散盘天体 | 柯伊伯带以外，高偏心率轨道 | 冰+岩石 | 阋神星（也属此类） |
矮行星是太阳系形成的“活化石”：
研究矮行星，就像研究考古地层——它们保存了太阳系46亿年的演化信息。
目前国际天文学联合会正式认定的矮行星有5颗：
| 矮行星 | 发现年份 | 直径(km) | 位置 | 命名来源 |
|---|---|---|---|---|
| 谷神星 | 1801 | 946 | 小行星带 | 罗马农业女神 |
| 冥王星 | 1930 | 2377 | 柯伊伯带 | 罗马冥界之神 |
| 阋神星 | 2005 | 2326 | 离散盘 | 希腊纷争女神 |
| 鸟神星 | 2005 | 1430 | 柯伊伯带 | 复活节岛神话 |
| 妊神星 | 2004 | ~1400 | 柯伊伯带 | 夏威夷生育之神 |
物理参数：
发现传奇：
1801年1月1日，意大利天文学家朱塞佩·皮亚齐发现谷神星。起初认为是行星，后来发现更多类似天体，威廉·赫歇尔提出“小行星”类别。
“我于1801年1月1日发现这颗星，当时以为是一颗彗星。但它的运动太慢，没有彗发，我很快意识到这可能是一颗新行星。”
表面特征：
内部结构：
探测：
谷神星有液态水层、有机分子、能量来源（放射性加热）。它满足生命的基本条件。虽然表面辐射强，但地下海洋可能是宜居环境。
- 命名：罗马神话中的冥界之神普路托（11岁女孩威尼斯·伯尼提议） - 位置：柯伊伯带（平均39.5 AU） - 特征：复杂表面、冰火山、大气、卫星系统
物理参数：
发现传奇：
1930年，克莱德·汤博通过对比照片，发现一个移动的亮点。洛厄尔天文台向全世界征集名字，11岁英国女孩威尼斯·伯尼提议“Pluto”——罗马冥神，也暗含珀西瓦尔·洛厄尔的名字首字母。
“我虽然只是个11岁女孩，但我认为这颗新行星应该叫Pluto——冥界之神，因为那里太暗太冷了。而且Pluto的前两个字母是P.L.，正好是洛厄尔先生名字的首字母。”
新视野号的革命：
2015年7月14日，新视野号飞越冥王星，首次近距离揭示这个世界的真面目。
惊人发现：
| 特征 | 描述 | 意义 |
|---|---|---|
| 心形平原 | 汤博区，直径约1600 km的氮冰冰原 | 地质活跃，有对流细胞 |
| 冰火山 | 赖特山、皮卡德山 | 可能有地下海洋 |
| 水冰山 | 漂浮在氮冰上的水冰“冰山” | 水冰比氮冰轻 |
| 氮冰川 | 从山区流向平原 | 类似地球冰川 |
| 多层雾霾 | 大气中的光化学烟雾 | 高度达200 km |
| 卡戎 | 最大卫星，直径1208 km | 与冥王星形成双系统 |
大气：
卫星系统：
“我们被告知冥王星是一个死寂的冰球。但它是我见过的最复杂、最活跃的星球之一。冥王星让我们所有人都大吃一惊。”
- 命名：希腊纷争女神厄里斯（因它引发行星定义之争） - 位置：离散盘（平均68 AU） - 特征：比冥王星略大、有一颗卫星
物理参数：
发现：
2005年，迈克尔·布朗团队在帕洛马山天文台发现。起初称为“齐娜”（Xena，电视剧《战士公主》主角），后正式命名厄里斯。
物理特征：
意义：
阋神星的发现直接导致：
1. 行星定义需要重新思考
2. 冥王星“降级”为矮行星
3. 新类别“矮行星”的创立
“阋神星是我职业生涯最重要的发现。我因此被称为‘杀死冥王星的人’。但我不后悔——科学需要精确的定义，而不是情感。”
- 命名：复活节岛神话中的创造之神马基马基 - 位置：柯伊伯带（平均45.8 AU） - 特征：无卫星（目前）、高亮度变化
物理参数：
发现：
2005年，迈克尔·布朗团队发现，与阋神星几乎同时。原代号“复活节兔子”（Easterbunny），后正式命名马基马基——复活节岛创世神话中的神祇。
物理特征：
争议：
鸟神星是否符合“球形”尚有争议——观测显示它可能是扁椭球，但形状数据不足。
- 命名：夏威夷神话中的生育之神哈乌美亚 - 位置：柯伊伯带（平均43.1 AU） - 特征：极端椭球、极速自转、两个卫星、有环系统
物理参数：
发现：
2004年，迈克尔·布朗团队和何塞·路易斯·奥尔蒂斯团队分别宣称发现。命名优先权有争议，最终IAU采用夏威夷神话命名。
极端形状：
妊神星的自转极快，离心力将其拉成三轴椭球——像橄榄球。这是太阳系已知最大非球形矮行星。
特征：
妊神星可能曾在数十亿年前被撞击，剥离了大部分冰幔，形成其高密度核心和一群“妊神星家族”小天体。
除官方认定的五颗外，还有数十颗候选矮行星等待确认。
| 候选 | 直径(km) | 位置 | 备注 | |
|---|---|---|---|---|
| 共工星 | ~1290 | 离散盘 | 极高偏心率轨道 | |
| 塞德娜 | ~1000 | 内奥尔特云 | 轨道极远（远日点937 AU） | |
| 伐楼拿 | ~700 | 柯伊伯带 | 快速自转 | |
| 伊克西翁 | ~650 | 柯伊伯带 | 与冥王星同类型 | |
| [[小行星2 | 智神星]] | 512 | 小行星带 | 可能未达球形 |
| [[小行星4 | 灶神星]] | 525 | 小行星带 | 分层结构，但形状不规则 |
特别关注：塞德娜是目前已知最遥远的太阳系天体之一，轨道极扁：
塞德娜是内奥尔特云的首个已知成员，可能是通往奥尔特云的桥梁。
塞德娜从未接近过太阳，保留了太阳系形成时的原始信息。它是研究太阳系早期环境的“时间胶囊”。
2020年，中国天文学家参与发现的共工星（225088）正式命名——以中国神话中的水神共工命名，它的卫星命名为相柳（共工的臣子）。
这是中国神话元素首次进入矮行星候选命名。
| 任务 | 目标 | 时间 | 成就 | |
|---|---|---|---|---|
| 黎明号 | 谷神星 | 2015-2018 | 首次环绕矮行星，发现亮斑和有机分子 | |
| 新视野号 | 冥王星 | 2015 | 首次飞越冥王星，揭示复杂世界 | |
| 任务 | 目标 | 机构 | 发射 | 状态 |
| ------ | ------ | ------ | ------ | ------ |
| 露西号 | 木星特洛伊（不直接探测矮行星） | NASA | 2021 | 已发射 |
| 灵神星轨道器 | 小行星带 | NASA | 2023 | 已发射 |
| 凯珀任务概念 | 柯伊伯带矮行星 | NASA | 2030s | 概念研究 |
| 类型 | 保存的信息 | |||
| ------ | ------------ | |||
| 谷神星 | 小行星带形成过程、水的分布 | |||
| 冥王星 | 柯伊伯带演化、氮循环 | |||
| 阋神星 | 极端环境的表面过程 | |||
| 妊神星 | 撞击历史、内部结构 | |||
| 塞德娜 | 原始太阳系的边界 |
矮行星本质上是未能长成的行星——它们的生长被巨行星的引力扰动或物质耗尽打断。研究它们，就是研究行星形成的“半成品”。
许多矮行星含有大量水冰，甚至可能拥有地下海洋：
| 矮行星 | 水的证据 | 意义 |
|---|---|---|
| 谷神星 | 亮斑、冰火山 | 地下咸水层 |
| 冥王星 | 冰火山、地壳活动 | 可能存在地下海洋 |
| 妊神星 | 表面纯水冰 | 撞击剥离了冰幔 |
谷神星、冥王星等可能存在地下液态水层，结合有机物质和能量来源，满足生命的基本条件。
如果矮行星上存在生命，那将意味着生命在太阳系中普遍存在——不仅是“宜居带”，而是只要有液态水和能量，生命就能找到出路。