冥卫一（ Charon ，常译为卡戎，也称为（ 134340 ） Pluto I ），是矮行星冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的五颗已知天然卫星中最大的一颗。冥卫一（ Charon ）是继冥王星（ Pluto ）、阋神星（ Eris ）、妊神星（ Haumea ）、鸟神星（ Makemake ）和共工星（ Gonggong ）之后的第六大外海王星天体。 1978 年 6 月 22 日，美国天文学家詹姆斯 · 克里斯蒂（ James Christy ）在美国华盛顿特区的美国海军天文台发现冥卫一（ Charon ），使用的是在美国海军天文台弗拉格斯塔夫站（ NOFS ）望远镜拍摄的照相底片。
图片：冥卫一（ Charon ）
图片： 1978 年 6 月 22 日（ UTC – 5 ） 20 : 00 时，冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）与冥卫一（ Charon ）的分布情况
冥卫一（ Charon ）的直径是冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的一半，质量是冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的八分之一，与其母行星相比，它是一个非常大的卫星。它的引力影响使得冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）系统的质心位于冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）之外。冥卫一（ Charon ）北极的红棕色帽盖由托林（ Tholins ）有机大分子组成，它们可能是生命必不可少的成分。这些托林是由冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）大气中释放出的甲烷，氮气和相关气体产生的，并转移到 19000 km （约 12000 英里）外的该卫星表面。
人类发射的探测器中，仅有新视野号探测器访问过冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）系统。它在 2015 年接近冥卫一（ Charon ），最近时距离 27000 km（约 17000 英里）。
美国海军天文台天文学家詹姆斯 · 克里斯蒂（ James Christy ）使用美国海军天文台弗拉格斯塔夫站（ NOFS ）的 1 . 55 m（ 61 英寸 ）望远镜发现了冥卫一（ Charon ）。 1978 年 6 月 22 日，在两个月前用望远镜拍摄的照相板上，克里斯蒂注意到冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的高倍率图像周期性地出现了轻微的凸起，这种凸起可追溯到 1965 年 4 月 29 日的照片上。国际天文联合会于 1978 年 7 月 7 日正式向世界宣布克里斯蒂的发现。
随后对冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的观察确定了该凸起是由于较小的伴星引起的。从之前冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的光变曲线得知，该凸起的周期性与冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的自转周期相吻合。这表明冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）存在一个同步轨道卫星，这强烈表明凸起效应是真实的而不是虚假的。因此，冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的大小，质量和其他物理特征需要重新评估，因为先前计算的冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的质量和反照率，实际上是冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）–冥卫一（ Charon ）系统的。
当冥卫一（ Charon ）和冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）进入 1985 年至 1990 年的五年相互掩星和凌星时，科学家消除了对它的存在的怀疑。从地球上看，冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）–冥卫一（ Charon ）的轨道平面与天球赤道面垂直时，就会发生这种情况，这种情况在 248 年的冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）轨道周期内仅发生两次。非常幸运的是，这些间隔中的一个恰好在冥卫一（ Charon ）被发现之后不久发生。
作家埃德蒙 · 汉密尔顿（ Edmond Hamilton ）在他 1940 年创作的科幻小说《呼唤未来队长》（ Calling Captain Future ）中提到了冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的三个卫星，分别将它们命名为 Charon ， Styx 和 Cerberus 。如今冥卫一命名为 Charon ，冥卫五命名为 Styx ，冥卫四名为 Kerberos （ Cerberus 的希腊文形式，Cerberus 已用于 1865 号小行星）。
根据当时制定的惯例，冥卫一（ Charon ）发现后最初使用临时名称 S / 1978 P 1 。 1978 年 6 月 24 日，克里斯蒂（ Christy ）首次建议使用 Charon 这个名字，作为其妻子 Charlene 昵称“ Char ”的科学发音版本。尽管海军天文台的同事们提出 Persephone 这个名字，但克里斯蒂在发现 Charon 恰巧是希腊神话人物后仍然坚持这一命名。 Charon（希腊文： Χάρων ）是亡灵的摆渡人，与希腊神话中的冥王哈迪斯（ Hades 或 Plouton ，希腊文：Πλούτων ）相关，罗马神话中冥王称为 Pluto 。国际天文联合会于1985年底正式采用该名称，并于 1986 年 1 月 3 日宣布。
关于该名称的首选发音尚有少量争论。主要的英语词典，例如韦氏词典和牛津词典，都沿用了为神话中的摆渡人 Charon 建立的古典发音，带有“ k ”音。当专指冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的卫星冥卫一（ Charon ）时，这些仅表示 Charon 的“ k ”发音。讲英语以外的其他语言的人，以及许多说英语的天文学家，都遵循此发音。
然而，克里斯蒂本人则根据妻子夏琳（ Charlene ）名字将初始 ch 发音为“ sh ”声音。因此，作为对克里斯蒂的认可，有时甚至可以看成一种玩笑，天文学家之间说英语时也常用“ sh ”作为Charon 的初始发音，这也是 NASA 和新视野团队官方使用的发音。
罗宾 · 坎普（Robin Canup）在 2005 年发表于《 科学 》杂志上的模拟研究表明，冥卫一（ Charon ）可能是由大约在 45 亿年前的碰撞形成的，就像形成地球（ Earth / ⊕ ）和月球（ Moon / ☾ ）的大碰撞假说一样。在这个模型中，一个巨大的柯伊伯带天体以高速度撞击冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ），摧毁了自身并炸出了冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的外地幔，而冥卫一（ Charon ）则由这些碎片合并形成。但是，这种情况会导致科学家发现的更多冰物质的冥卫一（ Charon ），以及更多岩石物质的冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）。后来则认为，冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）和冥卫一（ Charon ）在相互绕转之前，可能是两个相互碰撞的物体。碰撞程度应该足以气化甲烷等易挥发的冰物质，但还不足以导致其中任何一个被摧毁。冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）和冥卫一（ Charon ）的密度非常相似，这意味着撞击发生时它们并没有完全解体。
冥卫一（ Charon ）和冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）每隔 6 . 387 天相互绕转一圈。这两个物体在引力上相互锁定，因此彼此保持相同的朝向。这种是相互潮汐锁定的情况，与之相比地球（ Earth / ⊕ ）对月球（ Moon / ☾ ）的潮汐锁定有所不同，月球（ Moon / ☾ ）的一面始终面朝地球（ Earth / ⊕ ），但地球（ Earth / ⊕ ）却没有被月球（ Moon / ☾ ）锁定。冥卫一（ Charon ）和冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）之间的平均距离是 19570 km（ 12160 英里）。冥卫一（ Charon ）的发现使天文学家可以准确地计算出冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）系统整体质量，相互掩星揭示了它们的大小，但无法计算这两个天体的单独质量。直到 2005 年末冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的外层卫星被发现后，才得以计算出它们的质量。通过外层卫星轨道的详细信息得出，冥卫一（ Charon ）质量为冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的 12％ 。
冥卫一（ Charon ）的直径为 1212 km（ 753 英里），虽然仅是冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）直径的一半，但它却比矮行星谷神星（ Ceres ）更大，是太阳系中的第十二大天然卫星。冥卫一（ Charon ）的慢速旋转意味着，如果冥卫一（ Charon ）足够大以至于处于流体静力平衡状态，则应该几乎没有被拉伸或潮汐变形。以致于新视野号无法通过观测发现冥卫一（ Charon ）与理想球体的任何偏差。土星（ Saturn / ♄ ）的土卫八（ Iapetus ）与冥卫一（ Charon ）相比，大小相似，但明显的扁率可追溯到其历史的早期。冥卫一（ Charon ）扁率很低可能意味着它处于流体静力平衡状态，或者仅仅是它的轨道接近其历史的早期相对温暖的时期。
冥卫一（ Charon ）的质量约为月球（ Moon / ☾ ）的 1 / 45 ，但以卫星与其行星的大小之比而论，它却是太阳系里最大的卫星。冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的质量大约只是冥卫一（ Charon ）的 8 倍左右，而地球（ Earth / ⊕ ）的质量却是月球（ Moon / ☾ ）的 81 倍。木星（ Jupiter / ♃ ）则更是比它最大的卫星［即木卫三（ Ganymede ）］大上千倍。根据新视野号观测的质量更新，冥卫一（ Charon ）与冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的质量比为 0 . 1218 : 1 。这比月球（ Moon / ☾ ）与地球（ Earth / ⊕ ）的质量比（ 0 . 0123 : 1 ）大得多。由于高质量比，质心在冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的半径之外，冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）– 冥卫一（ Charon ）系统被非正式的称为双矮行星。因四颗较小的卫星围绕两个较大天体运转的独特性，冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）–冥卫一（ Charon ）系统可以用于研究环绕双星运行的行星轨道的稳定性。
图片：冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）与冥卫一（ Charon ）的大小对比
用冥卫一（ Charon ）的体积和质量可以计算出其密度为 1 . 702 ± 0 . 017 g / cm ↑ 3 ，因此可以确定冥卫一（ Charon ）的密度略低于冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ），并暗示了55％的岩石与 45 ％ 的冰组成（ ± 5 ％ ），而冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的组成大约是 70 ％ 的岩石。差异远低于大多数疑似因碰撞形成的卫星。在新视野号飞掠之前，关于冥卫一（ Charon ）的内部结构存在两种相互矛盾的理论：一些科学家认为冥卫一（ Charon ）是像冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）这样的内部分化天体，具有岩石核心和冰质地幔，而另一些人则认为冥卫一（ Charon ）在内部从来都没有分化。 2007 年发现了支持前一立场的证据，当时双子座天文台对冥卫一（ Charon ）表面的氨水合物和结晶体进行了观察，发现存在活跃的低温喷泉。冰仍然处于结晶形式这一事实表明它是最近沉积的，因为太阳辐射可用大约三万年的时间将其降解为非晶态。
冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）表面由氮和甲烷冰组成，冥卫一（ Charon ）的表面则不同，似乎由挥发性较小的水冰为主。 2007 年，双子座天文台在冥卫一（ Charon ）表面观察到的氨水合物和水晶体斑块表明存在活跃的低温喷泉和冰火山。其表面大气压仅约为 0 . 1 mbar 左右，是地球（ Earth / ⊕ ）表面大气浓度的万分之一，稀薄到几近于无，现在科学家正努力研究冥卫一（ Charon ）的表面，以确定该卫星有没有大气层。
冥卫一（ Pluto / 134340 / ♇ ）表面的光度映射显示了反照率随纬度变化的趋势，赤道带较亮，两极较暗。新视野小组非正式地将北极地区称为“魔多”（ Mordor ，源自《指环王》），这是一个很大的暗区。对此现象的最好解释是，它们是由从冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）大气中逸出的气体凝结形成的。在冬季的温度为 − 258 °C ，这些气体（包括氮气，一氧化碳和甲烷）凝结成固体形式。当这些冰受到太阳辐射时，它们会发生化学反应，形成各种微红色的托林（Tholins ，有机大分子混合物）。后来，随着冥卫一（ Charon ）的季节变化，该区域再次被太阳加热，极点的温度上升至 – 213 °C ，导致挥发物升华并逸出冥卫一（ Charon ），仅留下了托林。在数百万年的时间里，残留的托林会堆积成厚层，掩盖冰质外壳。除了Mordor地区，新视野号还发现了过去广泛的地质活动证据，表明冥卫一（ Charon ）可能与众不同；特别是，南半球的陨石坑比北部少，而且地势相对较低，这表明过去可能发生了大规模的表面重塑事件。由部分或完全冰冻的内部海洋引起，在过去的某个时候发生，消除了许多较早的撞击坑。
图片：冥卫一（ Charon ）的北极区域
2018 年，国际天文学联合会将冥卫一（ Charon ）上的一个撞击坑命名为 Revati ，他是印度史诗《摩诃婆罗多》中的角色。冥卫一（ Charon ）表面有一系列广阔的地堑或峡谷，例如宁静峡谷（ Serenity Chasma ），作为赤道带延伸至少 1 , 000 km （约 620 英里）。阿尔戈峡谷（Argo Chasma）可能有 9 km（ 5 . 6 英里）深，其陡峭的悬崖可能会与天卫五（ Miranda ）上的维罗纳断崖（ Verona Rupes ）媲美，得到太阳系中最高悬崖的称号。
在新视野号发布的照片中，一个不寻常的表面特征使这项任务的科学家团队着迷并感到困惑。该图像显示了从低洼处升起的一座山。美国宇航局艾姆斯研究中心的杰夫 · 摩尔在一份声明中说，这是“一条壕沟中的大山”。他补充说：“这是一个让地质学家感到震惊和困惑的地质特征”。新视野号在 79000 km（约 49000 英里）的距离上拍摄了这张照片。
图片：冥卫一（ Charon ）表面图像
自从第一张模糊的卫星影像以来，哈勃太空望远镜（ Hubble Space Telescope ，HST ）于1990 年代首次拍摄了冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）和冥卫一（ Charon ）分解为单独圆盘的影像。望远镜对该卫星拍摄了当时最好但质量却并不高的图像。 1994 年，冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）–冥卫一（ Charon ）系统的最清晰图片显示了两个不同且明确的圆面。该图像是由哈勃太空望远镜的微弱天体相机（ FOC ）拍摄的，当时该卫星距离地球 44 亿km（约 27.3 亿英里）。后来，自适应光学技术的发展使得利用地面望远镜将冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）和冥卫一（ Charon ）分解为单独的圆面成为可能。 2015 年 6 月，新视野号探测器在接近冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）–冥卫一（ Charon ）系统时拍摄了连续的图像，这些图像以动画形式组合在一起，是迄今为止冥卫一（ Charon ）的最佳照片。 2015 年 7 月，新视野号探测器接近冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）系统，这是迄今为止唯一到访和研究冥卫一（ Charon ）的航天器。在新视野号最接近冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）系统的时候，冥卫一（ Charon ）的发现者詹姆斯 · 克里斯蒂（ James Christy ）和冥王星发现者克莱德 · 汤博（Clyde Tombaugh）的子女被邀请做客约翰斯霍普金斯（ Johns Hopkins ）应用物理实验室。
冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）–冥卫一（ Charon ）系统的质心位于这两个天体的外部。因此不存在其中一个真正绕另一个的轨道运行的情况，并且冥卫一（Charon）的质量是冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的 12 . 2 ％ ，所以有人认为应该将冥卫一（ Charon ）和冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）各自视为的双星系统的一部分。国际天文联合会（IAU）指出，冥卫一（ Charon ）只是冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的卫星，但稍后可能会考虑将冥卫一（ Charon ）本身归类为矮行星的想法。
国际天文学联合会在 2006 年的年会第一次规定了行星的标准。建议行星必须绕着太阳运转，并且有足够大的重力来达到流体静力平衡。在一个绕恒星公转的多天体系统中，如果主天体是行星，次天体也是球状，又满足主天体和次天体之间的引力中心不在主天体的内部的条件，也可称为行星。如果冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）还属于行星，那么冥卫一（ Charon ）就符合这个条件成为行星，但随着冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）降级为矮行星，以上多天体系统定义是否适用于矮行星，又使冥卫一（ Charon ）的身分变得很不明确。迄今，冥卫一（ Charon ）仍未被国际天文学联合会列入矮行星的认可名单中。如果冥卫一（ Charon ）被定义为矮行星，那么当数十亿年后，潮汐加速逐渐使月球（ Moon / ☾ ）远离地球（ Earth / ⊕ ）将导致地月质心不在地球内部，那时的月球也会归类行星。
冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的其他卫星冥卫二（ Nix ）、冥卫三（ Hydra ）、冥卫四（ Kerberos ）和冥卫五（ Styx ）也环绕着相同的重心，但是它们不够大且形状不规则，所以仅被认定是冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）的卫星［或者是冥王星（ Pluto / 134340 / ♇ ）–冥卫一（ Charon ）系统的卫星］。
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