凝尘:“新视野”号探测器的深空之旅
2020-08-24 22:01:05
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    文/凝尘

冥王星(Pluto)曾被公认为是离太阳最远的第九颗行星,但在2006年8月24日,国际天文学联合会(International Astronomical Union,IAU)宣布将其除名,并降级为一颗矮行星(矮行星是指体积不够大,达不到真正的行星标准的天体)。

2015年7月14日19时49分,由美国国家航空航天局(NASA)发射的“新视野”号探测器(New Horizons)飞掠冥王星上空。当时的美国总统慨叹:“这是人类历史上的一个伟大时刻!”

“新视野”号探测器于2006年1月19日发射,其主要任务是探测冥王星及其最大的卫星卡戎(Charon,即“冥卫一”),同时探测位于“柯伊伯带”(the Kuiper Belt)的小行星群。

从“新视野”号探测器传回的图像可知:在冥王星的地表之上冰山遍布(海拔超过3000m),这也就意味着它的地表覆盖着厚厚的由氮和甲烷形成的冰层,氮和甲烷则处于冻化状态。但目前无法得知冥王星是如何形成这样高大的群山的,其最高处突出部分距离地表约11000英寸(3350英尺),几乎跟加拿大的落基山脉一样高。

最令人惊喜的是目前还无法确证陨星曾撞击过冥王星的表面。一些地质进程(如地下海洋运动、冰火山活动或其它地质现象)肯定改变了他的地貌。而这需要消耗很多热能,不过当前地球物理学家还无法推测出它是否处于冷却状态。这说明,冥王星其实是一颗充满生机的星球,并非处于一个死气沉沉的、冰冷的世界。这同样让现今的科学家深感疑惑,这颗比月球(the Moon)还小的天体,竟然显得如此年轻!

也就是说,冥王星跟太阳系那些单一的天体相比,并不像他的罗马名字那样误导人们。他的名字来源实属偶然,1930年C.W.汤博(1906~1997)刚发现他的时候,一个名叫“维妮”的11岁女孩随口说出了“Pluto”(或译“普路托”)这个词,因为她非常喜欢古希腊罗马神话故事。后来,天文学家们一致同意将这颗刚发现的天体命名为“Pluto”。Pluto是古罗马神话中“冥界之王”的名字,在古希腊神话中他的名字叫作Hades(哈得斯)。

冥王星在一个倾斜度较高的轨道上每248年绕太阳运转一周,这导致该天体季节间的变化相当剧烈。冥王星的近日点比海王星(Neptune)的近日点距离太阳更近,过了近日点以后,他就沿着轨道运行至太阳系深处的冰冻地带,比地球的远日点长40多倍。

在海王星以外的太阳系区域,像冥王星这种遍布由冰层与基岩组成的群山的天体,一般被认为是46亿年前太阳系形成过程中所残留的物质。此外,科学家们还认为,冥王星上的冰山极可能是在过去1亿年内形成的,相较于太阳系的年龄算得上是年轻耀眼。

此次,“新视野”号探测器飞掠冥王星上空,还给我们带来了另一个惊人的发现,即冥王星最主要的伴星——卡戎(Charon)。以往,伴星卡戎被认为早已进入地质死亡期(geologically dead)。但这次“新视野”号传回的图像显示,此颗伴星表面遍布波谷(troughs)、峭壁(cliffs)以及大型峡谷(giant canyons)——这些均是内部地质活动的证据。所以,有研究人员称:“伴星卡戎恰好让我们喜出望外。”

2019年元旦,“新视野”号成功飞掠柯伊伯带小天体“天涯海角”[Ultima Thule,拉丁文意为“已知世界之外的地方”,其最初编号是(486958) 2014 MU69],这是目前人类发射的探测器飞掠的最遥远天体。此时的“新视野”号探测器距离地球约64亿公里之外。

和许多类似大小的柯伊伯带天体一样,科学家们认为“天涯海角”的主要成分应该是水冰、尘埃和少量岩石,它们在太阳系形成初期就已在那里,延续至今。

相关理论认为,这类天体的外观很多会呈现长条状或两瓣状,就像一颗土豆或一粒花生。使用望远镜进行的观测显示这颗小天体的表面非常黑,还略略带有红色。科学家们认为,这样的黑色(反射率低于10%)可能源于数十亿年来强烈的宇宙射线辐射。

据悉,“新视野”号探测器现已捕获了数百张“天涯海角”的照片,却需要长达 20个月的时间来传回全部数据。科学家们对它甚至太阳系起源的了解将会随着“新视野”号传回的新信息得以改观,新的重大发现才刚拉开序幕。

    (此文综合The Economist,Shanbay News,少年科学,新浪科技等报道写就;图片来源:互联网)

     2019年8月19日于宁乡家中

 
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