邢鴻飛/編譯

撲朔迷離冥王星，目不暇接科學(xué)人

邢鴻飛/編譯

●探尋早期太陽系痕跡，揭開神秘世界的面紗。

它們深居昏暗、遙遠(yuǎn)的太陽系邊緣，離太陽五十億公里，但冥王星和它最大的衛(wèi)星卡戎卻終于向世人展示，它們有著令人驚嘆不已的全新世界。

美國宇航局“新視野”號探測器于今年7月14日飛過冥王星上空12 500公里的表面，其發(fā)回的圖像向人們展示了冥王星上冰凍的平原、高聳的山脈以及比人們能預(yù)計到的還要頻繁的地質(zhì)活動。亞利桑那州圖森市，行星科學(xué)研究所所長馬克·賽克斯（Mark Sykes）說：“讓我深感意外的是冥王星與卡戎那活力無盡的世界。誰曾想能看到如此年輕的表面？它們實(shí)在景象壯觀，令人神往?！?/p>

“新視野”號探測器傳回的第一組高分辨率的圖像中，聳立在冥王星南半球的巨大冰山高度超過3 500米。山峰的高度說明，它們由水冰構(gòu)成，這是在低于零下223攝氏度的嚴(yán)寒溫度下能夠支撐冥王星上巨大山脊的唯一材料，該溫度僅比絕對零度高50攝氏度。山峰頂部周圍的清晰輪廓說明這里有一層新近凍結(jié)的氮或其他類型的冰。這些山峰以尼泊爾探險家丹增·諾爾蓋（Tenzing Norgay）的名字命名。

冥王星“心型”邊緣的山脈很像地球上的落基山脈，卻由冰構(gòu)成

由此，進(jìn)入人們視線的幾乎每一個特征都是由冰的某種形式構(gòu)成。過去，行星科學(xué)家們已經(jīng)從地基觀測站了解到，冥王星表面有氮、甲烷和一氧化碳冰。如今，新的圖像正開始逐步揭示那些冰凍的存在之處和它們的表現(xiàn)。

以冥王星發(fā)現(xiàn)者克萊德·湯博的名字命名為“湯博區(qū)”的一個明亮、心型的區(qū)域，展現(xiàn)出其中存在高濃度的一氧化碳冰。卡戎的暗紅色極地冰冠，很可能是因?yàn)樽贤饩€覆蓋了這顆衛(wèi)星表面，將冰轉(zhuǎn)化成復(fù)雜的有機(jī)化合物后，形成了紅色。

冥王星和卡戎的表面撞擊坑并不多。而太陽系中其他天體，比如地球的月球表面上，有著數(shù)十億年來受到隕石撞擊后傷痕累累的證據(jù)。冥王星看起來有一些撞擊坑，但并沒有人們預(yù)想的那么多?？ㄈ挚瓷先ジ笆芘啊币恍?，但其數(shù)量仍然出人意料得少。

一些行星科學(xué)家們解釋了冥王星上撞擊坑少的原因，他們認(rèn)為，從地質(zhì)學(xué)研究角度來講，冥王星的表面還相當(dāng)年輕?！靶乱曇啊碧柕刭|(zhì)小組負(fù)責(zé)人、加利福尼亞州NASA艾姆斯研究中心的行星科學(xué)家杰弗里·摩爾（Jeffrey Moore）指出，冥王星上山脊附近遍布的冰凍平原約有一億年歷史，這是這顆矮行星數(shù)十億年歷史中的一小部分。

冥王星上一塊平原，暫時被命為史普尼克平原，表面異常光滑（左）；冥王星的衛(wèi)星卡戎上，一個坑洼處的頂峰讓科學(xué)家們很困惑（右）

冥王星和谷神星

然而研究者們必須弄明白在它們的發(fā)展歷史中，物體撞擊冥王星和卡戎的精確頻率。與太陽系內(nèi)部（靠近地球、月球和火星）不同，太陽系外圍似乎星體稀少，其間留給物體飛行的空間更大。研究組成員、亞利桑那大學(xué)的行星地質(zhì)學(xué)家維羅妮卡·布雷（Veronica Bray）表示：“我們需要明白物體撞擊的頻率?！?/p>

科學(xué)家們還被撞擊坑區(qū)域的暗色與湯博區(qū)域的亮色之間的明顯分界所困惑?！摆ね跣鞘钦鎸?shí)的，有著非常復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)?！泵绹詈骄值氖紫茖W(xué)家艾倫·斯托芬（Ellen Stofan）說，“它是美麗的，也是奇特的?！?/p>

據(jù)研究團(tuán)隊成員，位于圣克魯斯的加利福尼亞大學(xué)行星科學(xué)家弗朗西斯·尼莫（Francis Nimmo）介紹，研究人員同樣對冥王星最大的衛(wèi)星卡戎表現(xiàn)出極大的興趣，它有一個黑色的、被稱為魔都的極冠，同時人們也發(fā)現(xiàn)上面有一些峽谷，深達(dá)9千米。這些峽谷可能形成了一個古老的、埋在地下的冰凍海洋，并將卡戎的表面向外推。他說：“卡戎上有這些深深峽谷的事實(shí)，和存在一個古老冰凍的海洋結(jié)論是相一致的。”

即使在今天，冥王星本身也許就是一個埋藏的海洋，由矮行星內(nèi)核捕獲活動的射線元素的熱量以保持其液體狀態(tài)。其他位于太陽系外圍的冰體，比如土星的衛(wèi)星土衛(wèi)二，其活躍的間歇泉，受到附近的一個充滿天然氣的巨型行星的潮汐拉力而升溫?！靶乱曇啊碧柼綔y器測得冥王星的直徑為2 370千米，但可惜它沒有這樣的鄰居，因此其溫度只能來源于自身內(nèi)部的熱量。

“新視野”號探測器在飛越冥王星的24小時時間窗內(nèi)，收集了幾乎所有觀測到的最寶貴的數(shù)據(jù)資料。這些數(shù)據(jù)將在未來16個月內(nèi)傳回地球。早期的發(fā)現(xiàn)包括：冥王星除了它的五個已知衛(wèi)星外，沒有任何其他衛(wèi)星，至少沒有直徑超過1.5千米的衛(wèi)星。同時，探測器上的儀器檢測到，從冥王星的大氣中逃逸的氮離子，其逃離這個矮行星的距離比我們預(yù)料的要遠(yuǎn)得多。研究小組成員、科羅拉多大學(xué)波德分校的太空物理學(xué)家弗蘭·巴格納爾（Fran Bagenal）認(rèn)為，這表明冥王星的大氣層比科學(xué)家們預(yù)想的要薄弱得多。隨著冥王星的大氣層逐漸散去，其中一些將掠過卡戎，被捕獲并濃縮入我們所看到的深色的極冠。

耗資7.2億美元的探測器已經(jīng)航行到百萬公里之外的冥王星的另一側(cè)，正向外太空前行。研究團(tuán)隊下一階段主要任務(wù)之一就是到8月底要確定，如果NASA投資延長一項任務(wù)，那么未來要飛越的是哪兩個目標(biāo)。到11月，工程師們將啟動探測器的發(fā)動機(jī)，調(diào)整其運(yùn)行方向到已選定的目標(biāo)。

其中一個目標(biāo)比較容易到達(dá)，但可能沒有特別的意義；另一個則需要更多的燃料，但極富吸引力，因?yàn)樗?，可能也會更大?/p>

迄今為止，冥王星和卡戎讓科學(xué)家們忙得不亦樂乎?！拔抑肋@會很酷，”研究團(tuán)隊成員、博爾德美國西南研究院的行星科學(xué)家凱爾茜·辛格（Kelsi Singer）說，“但不知道它會這么酷?！?/p>

[資料來源：Nature][責(zé)任編輯：彥隱]