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冥王星:你好!再见!

08/12

人们对冥王星的想象已经持续了近一个世纪,那里究竟是冰封的不毛之地,还是可能存在巨型间歇泉和地下海洋,甚至原始生命的神奇之地?

北京时间7月14日,美国航空航天局发射的太空探测器“新视野号”传回了一张冥王星的最新照片,不仅登上了美国各大报纸的头条,也刷爆了社交网站。照片上显示出一个令人惊讶的心形暗斑,美国宇航局行星科学主管吉姆·格林(Jim Green)说,心形部位是由氮气、一氧化碳或者甲烷凝结成的雪。

16日,美国航空航天局公布了冥王星和卫星卡戎(冥卫一)更清晰的一组照片,并给冥王星的心形暗斑起了个名字“汤博”,这是冥王星发现者的名字。1930年,年仅24岁的克莱德·汤博发现了这颗位于数十亿公里外的神秘天体。85年后,他的骨灰随着新视野号飞掠冥王星,成为距离冥王星最近的人。

因为太远太小,长久以来冥王星在人们印象中只是一个不起眼的光点。80多年前拍摄的关于冥王星的第一张图像上,它是图片上针尖大的一个点,和遥远的恒星一样微弱。世界上最高级的哈勃太空望远镜也无法拍摄到它的细节。1994年哈勃望远镜拍到的冥王星就像一团光圈,图像中最大的光斑是冥王星,旁边稍小一点的光斑是它的卫星。

为了得到冥王星的全部图像,要么建造更大的望远镜,要么飞到跟前一睹究竟。最终,美国航空航天局决定派出一架太空探测器,看看这颗太阳系边缘的行星长什么样。自1958年美国航空航天局成立以来,实施的各项计划已经带回很多出色的照片,提供了诸多有关太阳系的重要科学信息。当时,美国航空航天局已经向太阳系除了冥王星之外所有的主要天体发射了探测器。

人类每派遣一个新的飞行器到太空,就会发现一个全新的世界。之前没有人能够预料到,金星是一个充满毒气的地狱,而火星表面却有河谷。带着对冥王星的无限好奇,2006年1月19日,新视野号探测器从美国佛罗里达太空中心出发,开始了漫长的冥王星之旅。

为什么科学家对冥王星感到好奇?它看上去是个异类,似乎打破了太阳系的所有规则。它个头太小,质量只是月球的六分之一,轨道太扁,有时竟跑到海王星轨道的内侧,而且轨道平面相对于地球轨道平面有很大的倾斜,不像其他行星轨道基本上与地球轨道位于同一平面上。

它距离太阳太远,无法被归入太阳系的岩质行星带(包括水星、金星、地球和火星,表面由岩石固体组成)。和距离太阳更远的气体行星(包括木星、土星、天王星和海王星,主要由氢和氦等气体构成)相比,它又太小了。它由岩石和冰组成,拥有由氮气构成的大气层以及复杂的季节变化,科学家甚至认为,冥王星的地表下可能还隐藏着一个地下海洋。

直到20世纪90年代柯伊伯带被发现之后,科学家才意识到这种小型的冰封天体并不奇怪。所谓柯伊伯带,指的是海王星轨道以外环绕太阳的一个甜甜圈般的区域,里面潜藏着无数冰冷的小天体。柯伊伯带被认为是太阳系形成过程中尚未来得及成长为行星的残骸,记录着太阳系最初形成时的历史。这让科学家意识到,类似冥王星的天体在太阳系中占绝大多数,人类还从未向太阳系中最普遍的天体发射过探测器。科学家希望通过探索冥王星和柯伊伯带能给太阳系的形成提供科学依据,甚至包括理解地球的起源。

2006年,当冥王星探测项目启动时,美国航空航天局将它称为“对太阳系第九大行星史无前例的探索之旅”。当年8月,冥王星被从太阳系九大行星中除名,从行星变成了矮行星。虽然地位降低,它依然没有失去自己的魅力,无论是天文学家还是公众都迫不及待想要对其一窥究竟。

在飞行的九年半时间里,探测器大部分时间都在休眠,每年有固定时间被科学家唤醒,对搭载的设备进行检测,并观测其他行星。2007年2月末,新视野号抵达木星,借助木星的巨大引力将速度由5.8万千米/小时提高到7万~7.5万千米/小时,加速飞向遥远的冥王星。利用飞越木星的机会,新视野号顺便对木星和它的20多个卫星进行了为期4个多月的考察。相机非常幸运的拍下了木卫一上一处火山爆发的场景,壮观的烟尘和火山碎屑让科学家叹为观止。

2015年7月14日,历经50亿公里,长达9年半的太空飞行后,新视野号终于近距离飞掠冥王星,从距离冥王星表面约1.3万公里的地方飞过,这个距离仅相当于地球与月球之间距离的1/30,最终的高空间分辨率将会让人们看到,冥王星表面足球场大小的容貌。

人们已经看到它传回的照片。除了令人激动的心形,在16日最新的高清照片上,科学家发现了冥王星上很可能主要由水冰组成的高达3500米的年轻山脉。相对于太阳系45.6亿的年龄,这座冰山形成时间不超过1亿年,可能仍在成长中。因为数据的传回和处理需要时间,科学家将会陆续公布新视野号的发现。

这一切都发生的非常快,新视野号好像刚刚到达冥王星,就已经飞向柯伊伯带深处,继续它的下一步征程。


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