撲朔迷離冥王星，目不暇接科學人

邢鴻飛/編譯

撲朔迷離冥王星，目不暇接科學人

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、遙遠的太陽系邊緣，離太陽五十億公里，但冥王星和它最大的衛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計到的還要頻繁的地質活動。亞利桑那州圖森市，行星科學研究所所長馬克·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？它們實在景象壯觀，令人神往。”

“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，它們由水冰構成，這是在低于零下223攝氏度的嚴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，卻由冰構成

由此，進入人們視線的幾乎每一個特征都是由冰的某種形式構成。過去，行星科學家們已經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。

以冥王星發現者克萊德·湯博的名字命名為“湯博區”的一個明亮、心型的區域，展現出其中存在高濃度的一氧化碳冰。卡戎的暗紅色極地冰冠，很可能是因為紫外線覆蓋了這顆衛星表面，將冰轉化成復雜的有機化合物后，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，有著數十億年來受到隕石撞擊后傷痕累累的證據。冥王星看起來有一些撞擊坑，但并沒有人們預想的那么多。卡戎看上去更“受虐”一些，但其數量仍然出人意料得少。

一些行星科學家們解釋了冥王星上撞擊坑少的原因，他們認為，從地質學研究角度來講，冥王星的表面還相當年輕。“新視野”號地質小組負責人、加利福尼亞州NASA艾姆斯研究中心的行星科學家杰弗里·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）；冥王星的衛星卡戎上，一個坑洼處的頂峰讓科學家們很困惑（右）

冥王星和谷神星

然而研究者們必須弄明白在它們的發展歷史中，物體撞擊冥王星和卡戎的精確頻率。與太陽系內部（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、亞利桑那大學的行星地質學家維羅妮卡·布雷（Veronica Bray）表示：“我們需要明白物體撞擊的頻率。”

科學家們還被撞擊坑區域的暗色與湯博區域的亮色之間的明顯分界所困惑。“冥王星是真實的，有著非常復雜的地質結構。”美國宇航局的首席科學家艾倫·斯托芬（Ellen Stofan）說，“它是美麗的，也是奇特的。”

據研究團隊成員，位于圣克魯斯的加利福尼亞大學行星科學家弗朗西斯·尼莫（Francis Nimmo）介紹，研究人員同樣對冥王星最大的衛星卡戎表現出極大的興趣，它有一個黑色的、被稱為魔都的極冠，同時人們也發現上面有一些峽谷，深達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，和存在一個古老冰凍的海洋結論是相一致的。”

即使在今天，冥王星本身也許就是一個埋藏的海洋，由矮行星內核捕獲活動的射線元素的熱量以保持其液體狀態。其他位于太陽系外圍的冰體，比如土星的衛星土衛二，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。“新視野”號探測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，收集了幾乎所有觀測到的最寶貴的數據資料。這些數據將在未來16個月內傳回地球。早期的發現包括：冥王星除了它的五個已知衛星外，沒有任何其他衛星，至少沒有直徑超過1.5千米的衛星。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料的要遠得多。研究小組成員、科羅拉多大學波德分校的太空物理學家弗蘭·巴格納爾（Fran Bagenal）認為，這表明冥王星的大氣層比科學家們預想的要薄弱得多。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航行到百萬公里之外的冥王星的另一側，正向外太空前行。研究團隊下一階段主要任務之一就是到8月底要確定，如果NASA投資延長一項任務，那么未來要飛越的是哪兩個目標。到11月，工程師們將啟動探測器的發動機，調整其運行方向到已選定的目標。

其中一個目標比較容易到達，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，因為它更亮，可能也會更大。

迄今為止，冥王星和卡戎讓科學家們忙得不亦樂乎。“我知道這會很酷，”研究團隊成員、博爾德美國西南研究院的行星科學家凱爾茜·辛格（Kelsi Singer）說，“但不知道它會這么酷。”

[資料來源：Nature][責任編輯：彥隱]