在太陽系邊緣遊蕩的「雪人」:新視野號揭開「天涯海角」真面目

2021-02-15 科研圈

「新視野號」探測器傳送回了第一批「天涯海角」的特寫圖。這個星體就像一個「雪人」，被宇宙輻射烤成了淡淡的紅色。更多的數據還在傳輸處理中。

「天涯海角」動起來的樣子，由兩張相隔 38 分鐘拍攝的圖片合成，離鏡頭較近的為「海角」。| 圖片來源：NASA, Johns Hopkins University APL, Southwest Research Institute

編譯 張琪雅

編輯 戚譯引

當全球數十億人迎來新的一年時，「新視野」號（New Horizons）探測器正飛掠一個人類目前所探測到的最遙遠的天體——距離地球64億千米的「天涯海角」（Ultima Thule），拍攝了數百張照片，然後繼續向更深入太空的方向前行。上周三，美國國家航空航天局（NASA）公布了新視野號傳回的第一批照片。

這個天體編號 2014 MU69，在太陽系的邊緣附近運行，比冥王星還要遙遠很多，它是 NASA 目前近距離研究過的最遙遠的天體。由於所處的環境十分荒涼，它從太陽系形成以來幾乎沒有發生任何變化。就在不到五年前，天文學家們甚至還不知道它的存在。而通過太空飛行器所拍攝傳回的圖像，天文學家們開始慢慢了解該天體的形貌。

「新視野」號以每秒 14.5 千米的速度飛掠這顆 30 千米長、15 千米寬的天體。在美國東部時間 1 月 1 日上午 12:33，「新視野」號與「天涯海角」的距離達到最小值，只有 3500 千米。飛掠過程中「新視野」號一直在收集數據。在 10 個小時之內，該太空飛行器成功地把數據傳送回地球，這表明它成功完成了與該遙遠天體的近距離接觸。


「天涯海角」由兩個天體構成。| 圖片來源：NASA / JOHNS HOPKINS UNIVERSITY APPLIED PHYSICS LABORATORY / SOUTHWEST RESEARCH INSTITUTE

上周三的新聞發布會上，「新視野」號團隊發布了 2014 MU69 的第一張特寫照片（如上圖）。從地球上看，2014 MU69 看起來就是一個很微弱的光點；但當我們拉近鏡頭去看的時候，它的形狀像是一個雪人。2014 MU69 距離我們太遠了，像這樣的細節在地球上是無法被清晰地觀測到的。該項目的研究人員 Cathy Olkin 在發布會上告訴記者：「如果沒有探測器，我們永遠無法實現這樣的觀測。」即使信號以光速傳輸，它也要花上好一段時間才能抵達地球，但這些照片非常值得等待。照片顯示，「天涯海角」實際上由兩個連接在一起的天體構成，因此研究人員將較大的命名為「天涯」（Ultima），較小的為「海角」（Thule）。

更多的照片還在處理中。這些照片是在「新視野」號接近「天涯海角」的前半小時所拍攝的，當時太陽光直射天體，當探測器飛過時，光線發生變化，天體上出現陰影。科學家介紹，這些陰影很快將會告訴我們「天涯海角」上是否有丘陵、山脊或隕石坑。

「新視野」號與地球相隔 64 億千米，它收集到的數據需要一段時間才能傳送回地球。在未來幾周到幾個月內，研究人員將向公眾展示所收集到的解析度最高、效果最好的圖像。西南研究所（Southwest Research Institute）的「新視野號」首席研究員 Alan Stern 在上周三的新聞發布會上也表示：「我們現在得到的數據遠不足『新視野號』目前存儲的數據的百分之一。」

「雪人」這個比喻對於柯伊伯帶（Kuiper Belt）的環境是很合適的，這裡漂浮著 46 億年前太陽系形成時產生的冰凍碎片，能夠接收到的陽光極少。柯伊伯帶非常寒冷：在這一區域最大的天體就是冥王星，它的表面溫度接近零下 240 攝氏度。也就是說，如果你在那裡堆一個雪人的話，它將一直被保留下來。而與傳統意義上的雪人不同，「天涯海角」隨著時間的推移被宇宙輻射烤成了紅色。在圖 2 中，最右側的圖像是通過新視野號的三臺攝像機中的兩臺合成後的圖像。（圖上顏色更像是加了一半奶的冰咖啡，但是按行星天文學的判斷標準，它是紅色的。）


圖片來源：NASA / JOHNS HOPKINS UNIVERSITY APPLIED PHYSICS LABORATORY / SOUTHWEST RESEARCH INSTITUTE

在宇宙中不止存在一種形式的冰，而根據目前得到的數據無法判斷「天涯海角」的屬性，它可能是由水冰、氮冰或甲烷冰所組成的。「天涯海角」也可以說是凍結在了時間裡。柯伊伯帶的寒冷環境使其一直保持著原始的形貌。因此，這次新視野號探測器傳送回的數據具有很大的科研價值，能夠幫助我們了解地球及其他行星最初的原始構成以及宇宙的形成情況等。

不過，在上周三的報告中，「新視野號」團隊也提到了一個困擾他們的問題。事情起因是在上周二晚上，一篇三月份的《新聞周刊》（Newsweek）報導引發了社交媒體的討論。「天涯海角」這個名字是 NASA 從向公眾公開徵集的名字中選出來的。2000 多年前，古羅馬詩人維吉爾創造了這個詞語，它也經常出現在一些描述遙遠的神秘之地的文學作品中。但是《新聞周刊》指出，這個詞也被納粹黨用來形容神話中雅利安人的家園。NASA 的工作人員在選擇這個名字的時候也知道這個詞語的歷史用法，但他們認為這個詞語的正面意義遠比負面意義要強得多。「新視野」號的首席研究員 Alan Stern 在回答記者提問時說：「『天涯海角』一詞有著 1000 多年的歷史，非常適合用來描述我們所做的探索工作，因此我們最後選擇了這個名字。我得說，我們不會因為有壞人喜歡過這個詞語，就讓他們剝奪了它本來的含義。」

當然，關於名字的紛爭並不能阻擋研究人員對該發現的興奮與熱情。大多數行星和衛星都是光滑的圓球形，相比之下「天涯海角」的形狀十分怪異。不過，太陽系中充斥著許多這樣形狀不規整的天體。在幾十億年前，一些圍繞太陽高速旋轉的物質開始相撞。較為溫和的相撞讓物質團塊相互融合。小團塊就這樣慢慢變大，當它們的大小達到一定程度，重力作用就會使其向中心坍塌形成球體。然而「天涯海角」只有一座城市那麼大，不足以發生這樣的反應。

「新視野號」目前已經更加深入柯伊伯帶。它於 2006 年離開地球，儘管中途發生過幾次故障，Stern 預測它還能繼續飛行大約 15 到 20 年，他計劃向 NASA 領導層提交新的探索計劃。隨著「天涯海角」在後視鏡中遠去，「新視野」號還將繼續推進人類對於宇宙的探索。

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編譯來源

http://blogs.discovermagazine.com/d-brief/2019/01/02/new-horizons-first-flyby-pictures-of-ultima-thule-reveal/#.XC2nZ84zbIU

https://www.theatlantic.com/science/archive/2019/01/nasa-finds-cosmic-snowman-solar-systems-edge/579310/

http://pluto.jhuapl.edu/News-Center/News-Article.php?page=20190103 

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    2015年，新視野號進行了眾所周知的冥王星飛近探測，但離開冥王星並不意味著任務的結束。過去幾年來，新視野號一直在朝著一個更遠的物體飛行。這個物體數十億年來一直處於冰凍的狀態。這裡是冰封的世界，名作2014 MU69。科學團隊給它起了一個綽號——天涯海角。當1月1日大家正在迎接新年到來的時候，新視野號就會在跋涉千山萬水後飛過這裡了。
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  • NASA新視野號發回新數據:「太空雪人」更像巧克力豆 隕石坑很少且...
    NASA新視野號發回新數據：「太空雪人」更像巧克力豆 隕石坑很少且沒有水  Emma Chou • 2020-02-14 09:58:16　來源：前瞻網　E1145G0
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