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来,给冥王星拍张照

/高鹏

当我还是一个说话不成句的小孩子时,我就经常过了睡觉时间还在外面闲逛。我会推开滑动玻璃门,抬头向上仰望,透过树影寻找散落在天上的星星。那时候,我甚至都还没开始理解,我正在看的是什么。然而,每一个光芒四射的“灯塔”,都代表着一个秘密,代表着那浩瀚未知宇宙的最前沿。

 

今天,在前人几个世纪科学发现的基础上,加上我20多年的个人发现,赋予了我对夜空更为深刻的洞察力。但是,还是有大量的谜题仍未解开。你也许会说,宇宙的大部分对我们而言仍是漆黑一片。而这个“宇宙的大部分”,甚至包括了我们太阳系“后院”中的某些成员。

 

在繁星满天的浩瀚太空中,冥王星——这个距离我们远在76亿千米之外,寒冷、渺小而又孤独的矮行星——对我们来说只是一个简简单单的小点而已,即便透过我们最好的望远镜,冥王星也只是隐约可见。我们只知道它与我们熟知的太阳系其他行星大不相同:它完全不同于太阳系的岩质内行星,也完全不同于太阳系外行星中的气态巨行星和冰巨星。除此之外,我们对它知之甚少。它已经将自己的秘密,牢牢保守了将近一个世纪。但这一现状即将被改变。

 

在经过了将近10年的长途跋涉之后,美国航空航天局的“新地平线”号宇宙飞船在美国东部标准时间2015714750分,与这个冰封的世界有了面对面的会晤。由于“新地平线”号已经没有动力使自己进入环绕冥王星的轨道,更别说让自己慢下来了,所以,在它呼啸着冲到太阳系更远的地段之前,它“嗖”地一下就从冥王星这颗矮行星身边飞驰而过,就像它来时一样地快。这次期待已久的飞近探测,将使我们能够好好地看一下,我们所拥有的9个邻近天体中的最后一个。毕竟,在历史上的某段时间内,我们曾经将其称为“行星”。

 

 尚未出生的的星星


两张照相底板显示,有一个苍白色的点发生了移动。(美国)洛厄尔天文台

 

由于冥王星距离我们实在是太远了,而且它个头很小、表面昏暗,所以一直以来,获取冥王星的影像,对人们来说都是一个极端的挑战。这也是人们直到20世纪才发现冥王星的原因。19302月的一天下午晚些时候,一名在维斯托·斯里弗手下工作的年轻研究员克莱德·汤博,在对两块照相底板进行鉴定时注意到,有一个苍白的小点,总是不能停留在固定的位置上。很显然,其轨道呈拱形跨过天空,就像一颗行星一样。(要了解更多有关冥王星发现背后的故事,可以看一下科里·鲍威尔发表在《发现》杂志好好的那篇写得精彩的通讯。)


 

冥王星也有伴侣

   为什么左边那张图片中的凸出,每过几天就会消失呢?天文学家意识到,这是由一颗围绕冥王星旋转的卫星,分别转到冥王星前面和冥王星背后所导致的。

 

在接下来的50年里,即便对于最大的陆基望远镜来说,冥王星也只不过是一个勉强能够看到的、孤孤单单的小点而已。而到了1978年,詹姆斯·克里斯蒂在位于亚利桑那州的美国海军天文台使用卡伊·斯特兰德望远镜,发现在这颗冰封的矮行星一侧,仿佛有一块凸起。结果证明,那其实是冥王星的一颗卫星,很快人们就将它命名为卡戎(译者注:卡戎是希腊神话中在冥河上摆渡亡魂到阴界的船夫。做为人们发现的冥王星的第一颗卫星,人们给它起了这个名字,当然们也叫它冥卫一)。与太阳系内大多数其它行星的卫星相比,卡戎(冥卫一)大到惊人:它足有冥王星的1/8大。相比之下,我们的地球则大到足有月球的81倍。同时,它的运行轨道也十分靠近冥王星,这就是为什么它被误认为是冥王星上的一个凸起的原因。

 

来自……太空的……照片!

(译者注:作者这样写是一种调侃的说法,因为到达了冥王星的新视野号与地球之间大概存在来回9个小时的通讯延迟,并且数据传输速度大概只有1kb/s。)

1996年,天文学家利用哈勃空间望远镜,抓拍到了冥王星正反两面相对比较精细的图像。

 

随着哈勃空间望远镜的发射,科学家终于能够在没有地球大气层干扰的情况下,看一下冥王星了。1996年,哈勃空间望远镜第一次向人们揭示了冥王星表面的重大细节。这些图片显示,冥王星有着比太阳系中除了地球之外的任何其他行星都要多的,大尺度反差构造。


哈勃空间望远镜拍摄到的这张图像,帮助我们揭开了两颗冥王星的新卫星。(译者注:图中天体,Pluto,冥王星;Charon,卡戎[冥卫一]Nix,尼克斯[冥卫二]Hydra,许德拉[冥卫三]。)

 

在“新地平线”号还在设计和建造时,“卡戎”是冥王星唯一已知的卫星。而在“新地平线”号发射前的一年,哈勃空间望远镜发现了两颗稍小的卫星,在稍远的轨道上环绕冥王星运行:它们是“尼克斯”(冥卫二,以希腊神话中的黑夜女神“尼克斯”的名字命名)和“许德拉”(冥卫三,以希腊神话中多头蛇许德拉的名字命名)。

 

但是,哈勃空间望远镜还没干完呢:它又帮我们找到了另外两颗卫星:2011年发现的“科伯洛斯”(冥卫四,以希腊神话中地狱之门的守护者——三头狗“科伯洛斯”的名字命名)和2012年发现的“斯堤克斯”(冥卫五,也叫“冥河”,以希腊神话中环绕地狱之河——冥河,音译“斯堤克斯”的名字命名)。在“新地平线”号开始执行任务的前9年时间里,它离冥王星都不够近,不足以看清整个冥王星家族的全貌,直到2015512日。



 “新地平线”号在接近冥王星的过程中,拍摄到的冥王星的五颗卫星。

 

终于接近冥王星了!

 

事实上,“新地平线”号的大多数任务都安静到令人不安。直到到达冥王星的最后几个星期前——冥王星在“新地平线”号的相机中还只是模糊的一个小点——仅仅只有几像素宽。然而,随着“新地平线”号以超过每秒14千米的速度接近冥王星这颗冰封的行星,它的影像急速清晰起来,细节开始浮现。

 


冥王星上的大尺度表面特征

 

早在一个月前,天文学家又一次注意到,冥王星表面上的大尺度地表特征。一条连续而细长的黑暗地带,在分解成一系列有规律的斑点之前,环绕着冥王星的赤道区域。有些地貌是如此的黑暗,以至于它们几乎让这颗矮行星看上去是那么的凹凸不平,而不像是一个球面。“太让人困惑了!”该任务的首席研究员,艾伦·斯特恩说,“我们不知道这些斑点是什么东西。”

 

更多更新的影像,正在使我们能够更好地看清这颗矮行星肚子周围的醒目特征。比如——有那么黑乎乎的一团,被美国航空航天局的科学家冠以“鲸鱼”的称号——这块黑色的区域位于图像的左边,大约横跨1,860英里(2993千米)。就在“鲸鱼”的尾巴上部,有一个圆形的区域,天文学家们给它也起了个名字,叫“甜甜圈”。它很可能是一个陨石坑,但在能够更接近地看一下之前,天文学家们并不急于给出解读。在“鲸鱼”的头部右侧,是一块亮斑,它很可能是由甲烷、氮、或者一氧化碳构成的反射光线的霜。而在右侧更远的地方,是一系列神秘的暗斑。

 


由拍摄于627日到73日的影像,拼接出的冥王星地图。

 

意外的邻居?

冥王星彩照

 



到了78日,影像加上了一抹色彩。冥王星的锈红色和卡戎(冥卫一)的青白色形成了鲜明的对比。这两个天体似乎更像是陌生人,而不像是近亲。冥王星有一个明显的大气层,而卡戎(冥卫一)则没有。像卡戎(冥卫一)被冰冻的水和氨类化合物所覆盖一样,冥王星也是被一层异常美丽的冰所覆盖着,但冥王星的这层冰是由氮冰、甲烷和一氧化碳构成的。

这是随着“新地平线”号的靠近,所拍摄到的一系列成比例的图像,显示出冥王星和卡戎(冥卫一)看上去越来越大。最后一张图像,是美国航空航天局于711日发布的最新照片。

 

而在713日这天,“新地平线”号在雷达进入休眠之前拍了最后一张照片(“新地平线”号这样做,是为了全神贯注于手上的任务,在接下来的22小时里“新地平线”号不再向任务操作员报到)。但是,就是这张照片显示的内容,让控制室的人员发出了一片惊叹。这张照片的清晰度,是哈勃空间望远镜拍摄过的所有图像清晰度的1000倍。这张照片拍摄的方位,是冥王星北极的正上方。而黑暗的区域则指明了那是冥王星的赤道。

 

最奇怪的可能要算是那块明亮的区域了——被人们冠以“爱心”的名字——它看上去异乎寻常地平滑。艾伦·斯特恩在713日早上的新闻发布会上指出,图像上的亮块和暗块是如此之多,表明冥王星的内部运动,不仅在过去,很可能直到现在,仍对冥王星的外观塑造,发挥着重要的作用。

“新地平线”号在切断通讯前拍摄的最后一张图像。

 

在美国东部标准时间201571417时,我们人类的这颗小小的宇宙飞船,将其天线调转了过来,背对地球,不再与地球联系,全心全意地投入到了对冥王星的拍摄之中。在未来的几周到几个月的时间里,我们将会看到来自冥王星系统的,更多更好的可视信息。(要将其全部的数据传回地球,将花费“新地平线”号整整1年的时间。)很快,在不久的将来,我们将会完成一份包括太阳系内所有经典行星的详情清单。我将仔细端详太阳系的这最后一颗行星,自此以后,人们将再也不会有第一次看到太阳系内经典行星之说了。

 

“新地平线”号来说,仔细观察完了冥王星,任务才仅仅完成了一半。在与太阳系昔日的“第九大行星”擦肩而过之后不久,“新地平线”号将再一次点燃它的推进器,将它自己送入一段新的征程,在20191月之前飞越一个(也可能是两个)柯伊伯带天体。这些天体被认为,是自我们的太阳系在45亿年前诞生到现在,从未受到过任何打扰,因此对它们进行观测,将会给我们开启一扇窗口,带我们回到行星即将诞生的那一时刻。




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