» 地平線號2015年7月14日飛越冥王星
靜候“太陽系探索里程碑”
科學(xué)家盼新地平線號2015年7月14日邂逅冥王星
這將是劃時代的，因為人們對那個世界所知甚少。
新地平線號探測器將于2015年穿過冥王星系統(tǒng)，之后將會造訪柯伊伯帶中的1~2顆星體。圖片來源：NASA
飛行了10年并穿越50多億公里后，美國宇航局(NASA)的“新地平線號”探測器將會掠過冥王星。
天文學(xué)家望遠(yuǎn)鏡中的冥王星再不會是一只模糊的光球，展現(xiàn)在大家眼前的將是一個精致詳細(xì)的世界。冥王星的狂熱愛好者近日聚集在一起，預(yù)測了2015年7月14日與該星球的邂逅。新地平線項目的主要研究者、美國科羅拉多州西南研究所(SwRI)的Alan Stern將這稱為“太陽系探索的里程碑”。
《科學(xué)》雜志8月16日報道稱，這將是劃時代的，因為人們對那個世界所知甚少。作為一顆冰雪矮行星，冥王星是漫游在太陽系外數(shù)十億冰球的原型。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡顯示它僅僅是有著一個特大號衛(wèi)星的污跡斑斑的星球，冥衛(wèi)一和其他幾顆小衛(wèi)星圍繞著其運行。
從距冥王星表面僅12500公里的上空飛過會發(fā)現(xiàn)什么？也許會發(fā)現(xiàn)冥王星內(nèi)部的熱源可能為冰火山提供了燃料，盡管這里的表面溫度僅在絕對零度以上40度；或許冥王星從地質(zhì)學(xué)角度看來毫無生氣的外表會令人感到失望；或者悲劇的是，一塊微小的冰塊將毀掉新地平線號探測器，結(jié)束探測任務(wù)�！拔覀兤诖@喜�！钡每怂_斯州月球和行星協(xié)會行星地質(zhì)學(xué)家Paul Schenk在會上說，“我們將為之著迷，我們也將感到迷惑�！�
雙面星
那些曾大膽預(yù)言新地平線號探測器將在冥王星表面有所發(fā)現(xiàn)的科學(xué)家將面臨著嚴(yán)酷的選擇：冥王星是否保留著地質(zhì)學(xué)奇觀，就像旅行者2號于1989年在海衛(wèi)一上發(fā)現(xiàn)的那樣？或者它有一個古老的、滿是火山口的表面，就跟旅行者1號和2號在木衛(wèi)四探測到的一樣？
這些問題都取決于在冥王星形成時期，其內(nèi)部產(chǎn)生和保存的熱能有多少。海衛(wèi)一與冥王星有許多相似之處，它們有相似的大小和成分，而海王星只是偶然間捕獲了海衛(wèi)一，進(jìn)而使其進(jìn)入軌道成為一顆行星。
據(jù)旅行者2號近飛探測圖像判斷，海衛(wèi)一也有豐富的內(nèi)部熱能，或許其巖石核心儲存的放射性元素為這些內(nèi)部熱能添加了燃料。在過去的數(shù)千萬年里，只有一個內(nèi)部熱源將促使冰火山巖漿到達(dá)地表，形成廣闊的平滑表面，這些巖漿填平了其路徑上的大部分撞擊坑。同時，高溫還能驅(qū)動固體地殼冰的緩慢攪拌，從而產(chǎn)生海衛(wèi)一斑駁的“哈密瓜”地形。
確實，從地質(zhì)學(xué)角度看，海衛(wèi)一仿佛是精力充沛的，很多研究人員相信它或許有一個仍具流動性水體的海洋深藏在冰層外殼下方。而哪里有水，哪里就可能有生命。
而木衛(wèi)四則完全是另外一回事。除了大小和成分與海衛(wèi)一不同，它也從未被加熱到如此程度。科學(xué)家尚不確定原因，但是這里甚至沒有足夠的溫度將其巖石和冰分開，形成巖心。旅行者探測器發(fā)現(xiàn)，其表面幾乎每平方公里都傷痕累累，已經(jīng)累積了數(shù)十億年。沒有人猜測木衛(wèi)四內(nèi)部會存在海洋。
在會上，SwRI行星地質(zhì)學(xué)家John Spencer表示，如果冥王星是非常多坑的，他將“十分驚訝”。因為冥王星與海衛(wèi)一在尺寸和成分上相似，也可能存在內(nèi)部熱源，有能力驅(qū)動地質(zhì)活動。
加州大學(xué)圣克魯茲分校行星地球物理學(xué)家Francis Nimmo預(yù)測：“假如冥王星表面毫無生氣，我將一點也不驚訝�！爆F(xiàn)在，他認(rèn)為與海衛(wèi)一進(jìn)行類比的方法是有缺陷的。
越來越紅
盡管從地質(zhì)學(xué)上看，冥王星死氣沉沉，但它的大氣層卻不是這樣。SwRI的Marc Buie表示，冥王星“確實在改變顏色，變得更紅”。并且Buie發(fā)現(xiàn)，發(fā)生在2000年至2002年間的顏色變化，涉及到一種人們在地球上看不到的冥王星氣象學(xué)。
冥王星的大氣壓是地球大氣壓的1/100000，它實際上是冥王星的地殼“巖石”升華到接近真空的一種狀態(tài)。其表面是凍結(jié)的分子態(tài)氮，并有甲烷和一氧化碳的痕跡。最近幾年中，冥王星北半球已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)向太陽，日漸溫暖的夏季可能會融化冬季儲存的甲烷或氮的冰霜，那將使氮冰下的微紅泥土暴露出來。
新地平線號探測器將揭露霜凍分布規(guī)律的細(xì)節(jié)，這將幫助解釋近來的變紅現(xiàn)象。霜凍的變化模式也有助于解釋冥王星的雙面印痕：一個像煙灰般黑的近赤道物質(zhì)斑點，以及一個亮如白雪的斑點。Buie相信他能夠看到。
從某種意義上說，攝像機(jī)還可能窺探冥王星的內(nèi)部。精確測量其重力場的形狀可能是探索其內(nèi)部本質(zhì)的最好方式。新地平線號探測器將不會靠得足夠近，但是相機(jī)將測量冥王星的形狀和尺寸。一個明確的尺寸將能確定它的密度——這是冥王星總成分的關(guān)鍵指標(biāo)。
一個精確的形狀還將幫助發(fā)掘冥王星加熱和冷卻的歷史。一顆扁圓的冥王星可能標(biāo)志著它仍保存著足夠的熱度以維持液體存在其中，從而形成一個內(nèi)部海洋�；蛘吒鼧O端的扁圓程度可能說明在冥王星旋轉(zhuǎn)速度更快時，一個早期海洋曾被從上至下凍結(jié)，并在這顆矮行星上留下了痕跡。
新地平線項目團(tuán)隊成員期盼的不僅是測量冥王星的形狀，還有它的“尾巴”。它起源于行星形成的凍結(jié)殘骸，這連同它的巖石和冰成分共同顯示，冥王星本質(zhì)上是一顆非常大的彗星。太陽風(fēng)磁場和帶電粒子(主要是質(zhì)子)每秒大約吹散140公斤的冥王星大氣氮，可假定成為了一條彗星狀尾巴，科羅拉多大學(xué)太空物理學(xué)家Frances Bagenal提到，但是“我們完全不知道這看上去像什么”。
冥王星外部——太陽到地球距離30倍的地方，太陽風(fēng)包裹的磁場十分無力，Bagenal 說，帶電的氮能夠自由遨游。這將使冥王星成為一個特殊的空間物理體系，且從未在其他彗星上看到過，這也是新地平線號探測器上的兩臺設(shè)備將要探索的一個領(lǐng)域�！八且粋�扭動物理學(xué)門把手的有趣方式�！彼f，不可能在任何實驗室中完成。
危險塵埃
然而因一次撞擊而脫離冥王星衛(wèi)星的一顆毫米級的冰粒塵埃，將可能終止一切科學(xué)成果。但是新地平線項目的設(shè)計者們是樂觀的，他們相信這架探測器將在冥王星附近幸存下來。
天文學(xué)家使用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡雖然未能發(fā)現(xiàn)任何危險塵埃，但是他們可能會漏掉罕見卻致命的微粒。之后，計算顯示，冥衛(wèi)一能夠迅速收拾干凈混入其軌道的所有粒子，因此設(shè)計者決定從冥衛(wèi)一的軌道送探測器穿越冥王星系統(tǒng)。項目科學(xué)家、應(yīng)用物理實驗室的Hal Weaver在會議上表示，其團(tuán)隊現(xiàn)在“很有信心，我們(的探測器)將很安全”。他還用數(shù)字表明了信心：任務(wù)失敗的幾率少于0.3%。
假設(shè)新地平線號探測器能從冥王星旅行中幸存下來，它還將穿過柯伊伯帶中心。 柯伊伯帶中包含數(shù)千顆類似冥王星及更小的星體。
如果有后續(xù)投資，在接下來的十年中，探測器將遠(yuǎn)距離觀測其中一些星體。該項目團(tuán)隊已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了31個候選天體，它們或許足夠接近當(dāng)前的軌道，從而使小型推進(jìn)器能夠?qū)⑻綔y器推至與其中1~2顆近距離接觸。
總而言之，對于Buie而言，冥王星的形象正在逐漸塑造起來。當(dāng)他在1984年的論文中談及這顆星體時，他說：“我知道將會有很好的機(jī)會，一瞥教科書背后的東西，并找到答案�！爆F(xiàn)在機(jī)遇來了。(張章)
《中國科學(xué)報》 (2013-08-19 第3版 國際)
http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2013/8/281406.shtm
網(wǎng)友評論2013-08-19 09:25
降級了名字沒改么
網(wǎng)友評論2013-08-19 09:34
沒 不過我覺得改成"財神星"好聽
網(wǎng)友評論2013-08-19 09:35
三體人艦隊什么時候到？
網(wǎng)友評論2013-08-19 09:37
都降檔了，矮行星。
網(wǎng)友評論2013-08-19 09:39
毫米級的冰塵埃指的是智子么
網(wǎng)友評論2013-08-19 09:39
看了還沒有能力操控那么遠(yuǎn)的探測器變軌圍繞冥王星軌道飛行
網(wǎng)友評論2013-08-19 09:41
美國窮人還一大堆呢 勞民傷財?shù)耐嫘请H迷航
網(wǎng)友評論2013-08-19 09:41
Reply to Reply Post by 大菠蘿姐姐 (2013-08-19 09:39)
智子這么大?!
網(wǎng)友評論2013-08-19 09:53
Reply Post by 大菠蘿姐姐 (2013-08-19 09:39):
毫米級的冰塵埃指的是智子么
智子是什么？沒聽說過
但是如果你說的是質(zhì)子(proton)的話，那是1e-14 m左右的尺寸級的(大概是萬分之一納米)。 毫米級是1e-3 m左右
網(wǎng)友評論2013-08-19 09:54
那個要飛出太陽系的怎么樣了？
網(wǎng)友評論2013-08-19 09:57
冥王星的名字很酷啊。
網(wǎng)友評論2013-08-19 09:58
Reply to Reply Post by 眉上輕愁 (2013-08-19 09:39)
呼,我小白兔的量子通訊分分鐘可以解決
網(wǎng)友評論2013-08-19 10:10
