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冥王星的“心”上有一片冰原 命名“斯普特尼克”

2015年07月19日09:06    来源:新京报    手机看新闻
原标题:冥王星的“心”上有一片冰原

  冥王星发现者克莱德·汤博

  在宇宙中飞行9年后,美国宇航局的“新视野”号探测器飞掠距离地球48亿公里的冥王星,并传回一批迄今最清晰的冥王星照片,其中那张“冥王心”几乎彻底颠覆地球人对冥王星“孤独高冷”的悲剧印象,让人类再次关注起这个“前”太阳系九大行星中的“小不点”。从美国青年克莱德·汤博望远镜中的一个点,到近距离一窥这颗神秘星球,地球人花了整整85年,这标志着人类太阳系探索时代的终结,同时对于浩瀚的宇宙而言的,探险才刚刚开始。

  “复仇”

  柯伊伯带最大星体 “统治”太阳系边疆

  根据新视野号远程侦察成像仪提供的数据,冥王星的直径为2370公里。这个数字比科学家们原有的估计值要大一些。对于冥王星大小的争论在1930年代发现时就已经提出,这是一个关于冥王星最基本、最难解的问题。此前,科学家们虽然给出了冥王星的估算直径,但是受到观测上的限制,无法准确测量冥王星的直径。

  新视野号的探测证实,冥王星比海王星轨道之外的所有已知太阳系天体都要大,是太阳系遥远边缘的柯伊伯带上个头最大的星体,在太阳系边疆区域有着极强的统治力。

  冥王星的地位如同它的位置一样神秘,引起科学家的诸多争论。自1930年被发现,冥王星一直居于九大行星的末席,长达70多年。但是自2000年起,在太阳系边缘、海王星外侧的柯伊伯带中不断发现新天体。这些新发现的天体中不乏重量级选手,特别是2005年发现的阋神星,当时被认为比冥王星更大。冥王星的“地位”不断受到挑战。

  终于在2006年8月的国际天文学联合会大会上,冥王星“惨遭”降级,被驱逐出了九大行星家族。从此之后,游走在太阳系边缘的冥王星被降为矮行星。不少冥王星的拥趸者对此表示不服,多年来致力于帮助冥王星重回九大行星。

  依据NASA 7月13日公布的最新数据,冥王星直径约为2370公里,误差值为上下20公里。这一大小超过了长期被认为大过冥王星的阋神星,后者直径约为2326公里,误差值为上下12公里。许多人认为冥王星终于“复仇”了。不过,与其他行星相比个头不算大,甚至比月球还要小,而表面积还不到地球上俄罗斯的面积。

  回归

  冥王星“归队”?除非行星定义调整

  新视野号提供的新数据能否帮助冥王星重回大行星行列?北京天文馆馆长朱进则给这些冥王星迷们泼了一盆冷水,他对新京报记者表示,冥王星不可能重回九大行星行列。

  朱进曾参加在布拉格举行的国际天文学联合会。他解释,冥王星之所以被降级为矮行星,其实并非因为个头的大小,自然也不可能因为个头变大了一些就重回大行星行列。根据国际天文学联合会2006年通过的决议,一个天体要成为大行星必须满足三个条件:位于围绕太阳的轨道上;质量足够大,以达到近似球形;自身有足够的引力,以清空其轨道附近区域的天体。

  冥王星有5颗卫星,其中最大的卫星卡戎只比冥王星小一半。

  “显然,冥王星是因为不符合第三条标准被降级。”朱进指出。根据目前的定义,同样具有足够质量、呈圆球形,但不能消除其轨道附近其他物体的天体被称为“矮行星”。冥王星正是一颗矮行星。朱进认为,新视野号已经提供的以及未来将传回的数据不太可能使冥王星重回九大行星的行列,除非天文学界对大行星的定义再次进行调整。

  鲸鱼与心

  心形亮斑可能是“冥王星雪”

  从“新视野”号传回的照片中,我们看到了冥王星的“心”。这个“完美之心”的浅色光影,横跨约2000公里。在冥王心旁有一个颜色较深的光影区,被科学家称为“鲸鱼”。此外,科学家早前还从相片发现,冥王星两极特别明亮,或许有氮冰覆盖。美国科学家们已将心形区域“非正式”命名为汤博地区,以此纪念发现冥王星的美国人克莱德·汤博。

  这片心形区域到底是什么?“新视野”号相关项目负责人在17日美国宇航局召开的新闻发布会上介绍,科学家们在这个心形的汤博地区的西北部发现了一片广漠的冰冻平原,并以人类发射的第一颗人造卫星的名字“斯普特尼克”来命名这片平原。从这片冰冻平原的地形来看,“斯普特尼克平原”的年龄绝对没有超过1亿年,且很有可能仍处在地质形成过程中。

  科学家们都推测,覆盖着这片冰冻平原的区域很可能是雪。朱进指出,“当然,这个雪肯定跟我们地球上见到的地球雪是不一样的,可能是冥王星上的氮气、一氧化碳或者甲烷凝成的冥王星雪。” 冥王星与太阳平均距离达到60亿公里左右,表面温度极低,只有零下220℃。在这样寒冷的环境中,冥王星上存在的甲烷、氮气以及一氧化碳等气体都变为固态。

  NASA陆续发布了新视野号冥王星任务更多高清影像资料,展示了冥王星不同区域的不同地形高清面貌。通过这些最新照片,可以看出冥王星地表形貌非常复杂。在冰冻平原周围还分布着一些低谷以及山丘。

  根据探测器的最新数据,科学家们还第一次发现,冥王星的富氮大气层可延伸至其表面1600公里,相对而言,比地球大气层更高。

  而这1%的照片已经让科学家们及地球人如此欣喜若狂。朱进说道,可以想见,在未来的1-2年内,新视野号会不断传回关于冥王星的最新照片、最新资料,随之而来的,是科学家们对冥王星不断更新的认识。届时,冥王星的地形、甚至星球内部的构成,有没有水,有没有海洋,这些问题都可能得到回答。地球人将在不远的将来揭开太阳系边缘这颗神秘星球的面纱。

  【发现者眼中的冥王星】

  它在星空图上移动了3毫米

  如期赴约的“新视野”号共搭载着9件纪念品,其中包括冥王星的发现者克莱德·汤博的一部分骨灰。1930年3月,24岁的汤博在亚利桑那州的洛威尔天文台发现了冥王星。

  汤博生于一个农场家庭,自小喜欢天文学。他用自己制作的简易望远镜细致地观测了火星和木星,并把自己绘制的观测图寄给了美国负有盛名的洛威尔天文台,希望能得到专家的意见。天文台的天文学家们接到汤博的观测图后,于第二年,也就是1929年邀请汤博到洛威尔天文台工作,参与一个名为“Planet-X”的新星球观测计划。

  汤博的工作就是比较望远镜在不同时期拍摄的星空图片。每张星空图上有数十万颗,甚至上百万颗星星,汤博需要从这些星星中,找出位置变动的星体。

  1930年2月28日下午,汤博发现在相隔六天摆设的两张星空图片上,有一颗小星体移动了3毫米-4毫米的距离。这与预计中的新行星又暗又慢的特点相吻合。

  汤博没有马上宣布这个发现。在接下来的两个星期里,汤博又对该天区连续拍照观测,直到确认这是一颗新行星后,汤博于3月13日公布了这一消息。

  由于冥王星距离太阳极为遥远,在寒冷阴暗的太空中蹒跚转动,这情形与古罗马神话中掌管冥界的冥神普鲁托的住处很相似,冥王星便被命名为普鲁托。同时,这个名字前两个字母的缩写,也是为了纪念对发现冥王星有推动之功的美国天文学家洛威尔。洛威尔是洛威尔天文台的创建者,他观测到海王星的运行轨道不规则,由此推测出必定存在一颗未知行星的轨道。洛威尔去世后14年,汤博发现了冥王星。

  【科幻作家眼中的冥王星】

  《三体》中的冥王星与新发现“不谋而合”

  由于冥王星身处太阳系边缘,亮度低,体积小,观测难度极大。人类对冥王星的认识目前为止还十分有限。科幻作家们对神秘的冥王星少不了天马行空的想象。不少科幻作家都写过与冥王星相关的作品。当代科幻小说大师金·斯坦利·罗宾逊的《巨冰阵》,写的就是冥王星的北极地区矗立的巨石阵;我国的科幻作家叶永烈则写了一名宇航员宇宙航行的故事《飞向冥王星的人》。让国内科幻迷印象深刻的还有刘慈欣在《三体》中,将人类地球文明的博物馆搬到了冥王星上。

  刘慈欣对新京报记者说道,写作时之所以选择冥王星,是因为冥王星是太阳系边缘,位于柯伊伯带上的遥远行星,充满了神秘和未知。“那个时候,人类对冥王星几乎没有什么了解,我写作时都是乱写的,发挥想象力。”虽然刘慈欣表示自己对冥王星的描写是“瞎写”,但如今回过头去看刘慈欣在《三体》中对冥王星的描绘,却也发现与新视野号的探测有一些不谋而合之处。

  刘慈欣写道,冥王星与它的卫星卡戎像是一个双行星系统,围绕着共同的质心运行。刘慈欣描绘冥王星的外表时写道,“从舷窗和监视画面中,她(主人公)看到了冥王星的全景,这颗行星给她们的最初印象就是黑暗,像一只永远闭着的眼睛。冥王星有着蓝黑相间的大地。蓝色的是固态的氮和甲烷。”刘慈欣也写到了冥王星上的雪花,“冥王星上出现了小雪花,从淡紫色的天空中飘落。这是被蒸发的氮和氨。”

  在聊到对“新视野”号的期待时,刘慈欣说道,“冥王星地表形状如何,大气层中有哪些气体,上面有没有海洋?我对新视野号能发现的一切都充满期待。毕竟我们对冥王星的了解还太少。”(采写/新京报记者 张婷)

(责编:邵贝真、任丽虹)

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