卡戎的秘密,60億千米之外的神秘天體,它究竟是衛星還是伴星

2021-01-15 科學新視界

太陽系的邊緣是什麼?直到今天依舊沒有一個準確的定義。曾經有人認為冥王星就是太陽系的邊緣,後來科學家們又給出了一個定義,以太陽的引力範圍作為邊界的區分。真實的邊界究竟在哪裡,也許隨著科學的發展,我們給出的定義會越來越準確。但是,有一點是毋庸置疑的,那就是:柯伊伯帶是狹義的太陽系邊界。

在狹義的太陽系邊緣地帶,這裡只有黑暗,寒冷與孤獨,這裡是一片寂靜的死亡之地,這裡就是「柯伊伯帶」。在人類看來,「柯伊伯帶」宛如一片幽冥地獄,懸掛在太陽系外圍。在過去的數千年裡,由於觀測技術的局限,我們人類文明從未發現過這片神秘黑暗的地帶,因為他距離我們實在是太遙遠了,足足有45億千米的距離。

隨著人類科學技術的發展,一顆神秘的天體闖入了人類的觀測視野,這就是冥王星。冥王星是一個矮行星,位於柯伊伯帶深處,距離人類發現冥王星到今天,已經有85年了。

冥王星

這85年裡,人類對於冥王星展開了一次又一次的深入觀測,截止到目前為止,人類在冥王星系統內一共發現了5顆冥王星衛星,它們分別是:卡戎,尼克斯,許德拉,科伯瑞和斯提克斯。

為了方便記錄,科學家們將這五顆天然衛星依次命名為冥衛一到冥衛五,這五顆衛星和冥王星共同許成了太陽系邊緣的「矮行星系統」。經過長期的觀測,科學家們還發現,冥衛二到冥衛五這四顆衛星,都是被冥王星的引力所完全控制的,是名副其實的附屬天體。但是冥衛一卡戎卻與眾不同。

冥王星與卡戎

卡戎(Charon)是冥王星最大的衛星,直徑達到了冥王星的一半,質量為冥王星的八分之一。在過去,科學家們一致認為,卡戎只是冥王星的一顆衛星,但是隨著觀測精度的提升,科學家們發現,卡戎和並不像其他四顆衛星那樣「乖乖」圍繞著冥王星運動。卡戎和冥王星的質心位於冥王星以外,所以,卡戎和冥王星極有可能是一個雙矮行星系統,卡戎是冥王星的伴星。

科學家們為了更加深入的研究這個雙矮行星系統,了解卡戎的秘密,2006年1月19日,在距離冥王星被踢出九大行星行列的時間只有七個多月的時候,NASA的新視野號從甘迺迪航天發射中心發射升空了。

新視野號

新視野號攜帶者科學家們的眼睛,從地球出發,飛向了遙遠的冥王星系統。經過了接近10年的星際飛行,2015年7月14號,新視野號探測器成功到達冥王星系統,這是人類第一次近距離地觀察到冥王星系統,新視野號距離冥王星最近的時候,僅有13695公裡,簡直是「觸手可及」。

當日地球時間12點,新視野號以13.78千米/秒的速度飛越卡戎,最近時只有29473千米。由於新視野號無法減速到圍繞冥王星運行,因此,新視野號只能在有限的時間裡對冥王星系統進行有限的「抓拍」,隨後,行視野號將所拍攝到的卡戎和冥王星的近距離照片傳回了地球。

新視野號拍攝的冥王星

因為有了新視野號的獻身,我們才得以看到這兩顆遠在60億千米以外的,隱藏在黑暗地帶的神秘天體。由此,科學家們計算出冥王星的直徑約為2370千米,而卡戎的直徑約為1208千米,二者相距約19740千米。這樣的距離,使得冥王星和卡戎互相進行了潮汐鎖定,它們永遠只能看到對方的一面。

潮汐鎖定在宇宙中是非常常見的天文現象,還是說我們熟悉的太陽系,地球對月球就進行了潮汐鎖定,所以在地球上我們怎麼也看不到月背,土星和木星都對它的部分衛星進行了潮汐鎖定。同樣是潮汐鎖定,冥王星和卡戎則十分特殊,因為它們不是較大的天體鎖定了較小的天體,而是相互之間潮汐鎖定,這種情況下,如果我們能夠站在冥王星上觀看卡戎,那麼就會發現,卡戎在冥王星的天空中永恆不動。

正因為這種永遠守望著對方的特質,卡戎和冥王星就像是一對浪漫的情侶,永遠面對面地在星空中前行,而冥衛二到冥衛五這四顆衛星就像冥王星的追求者(舔狗)一樣,它們永遠都環繞著冥王星,但是它們永遠也只能追逐。

或許這一切都只是我們人類的美好想像,冥王星和卡戎只是一種宇宙景觀,在時間的力量下,它們機緣巧合的組成了這個雙矮行星系統。它們本身並沒有思想,但是它們在宇宙規則的束縛下,演繹出了一段被人類編織的星空愛情。

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