北京时间2015年7月14日19点49分(美国东部时间7时49分),美国国家航空航天局发射的“新视野号”探测器,经过50亿公里的飞行、9年半的太空穿梭,首次近距离飞越冥王星,这颗运行在太阳系深空的遥远星球终于迎来了人类航天器的首次造访。
拍摄了迄今为止最清晰的冥王星及其卫星卡戎的照片
“新视野号”于2006年1月发射升空,设计寿命为15年左右,为迄今人类在太空飞得最快的航天器。它的主要任务是探测冥王星及其卫星,以及位于柯伊柏带的小天体群。
7月14日,当“新视野号”来到旅途中最接近冥王星的位置——9600公里时,它与冥王星的卫星卡戎的最近距离为2.7万公里。它在这一位置持续观测了约半小时,这是有史以来人类航天器最接近冥王星的探测任务。
中科院国家天文台月球与深空探测研究部、中国科学院月球与深空探测重点实验室副研究员郑永春说,“探测器利用可见光和近红外相机拍摄的冥王星表面的最高分辨率为60米,是迄今为止最清晰的冥王星和卡戎照片,图像质量远远超过哈勃空间望远镜拍摄的冥王星照片。”
冥王星于1930年被首次发现,并长期被视为太阳系第九大行星。但国际天文学联合会于2006年修改了行星定义,冥王星因重量和体积太小,无法清除其运行轨道上的其他天体,因此被降级为矮行星。由于与地球相距遥远,长期以来人类对它知之甚少。不过,郑永春认为,虽然冥王星被“开除”出太阳系的行星队伍,但这并不影响冥王星探测的重要性。矮行星实际上是未能长大的侏儒行星,是连接小天体和行星之间的中间环节,对冥王星及其卫星作为行星胚胎的研究,对了解行星的形成具有重要价值。
郑永春说,上世纪90年代以来,人类在海王星以远、距离太阳约30—50天文单位(1天文单位为日地平均距离,约等于1.5亿公里)的柯伊柏带,发现了大量小天体。冥王星作为柯伊柏带已知的最大天体,是柯伊柏带数千颗冰冻小天体中当之无愧的“领头羊”。这些冰冻天体含有大量水和有机物,不同于常见的八大行星和小行星,“新视野号”的发现将显著增加我们对柯伊柏带区域的了解,直接改变我们对太阳系的已有认识。
对柯伊柏带的探测将有助于理解太阳系和地球生命的起源
郑永春表示,说到太阳系,人们容易联想到太阳和八大行星。但实际上,随着地面和空间观测能力的提高,以及深空探测的进展,太阳系的边界扩展到奥尔特云之外,与太阳的距离甚至达1光年(约9.5万亿公里)左右。不仅观测到的天体数量大大增加,天体类型也从行星、小行星、彗星到增加了矮行星等新类型。由于这些天体远离太阳,本身又不发光,表面非常寒冷,非常黑暗,观测起来难度很大。
飞离冥王星和卡戎时,“新视野号”还将调转镜头回望冥王星,利用太阳照射角很低时表面地形明暗分明的优势,观察冥王星和卡戎表面是否平坦,以及冥王星是否拥有类似彗星那样的“尾巴”。与冥王星“亲密”接触后,“新视野号”将继续向更远的深空飞行,考察太阳系里面的新大陆——柯伊柏带。预计2017年至2020年,“新视野号”将抵达柯伊柏带其他天体,这一探测阶段可能持续5至10年。
郑永春介绍,柯伊柏带是天文学家在1992年才发现和确认的太阳系新大陆。柯伊柏带的这些天体自太阳系形成之初业已存在,是太阳系中行星形成后的残渣,记录着太阳系最初形成时的历史,对这些天体的深入探测将帮助我们理解太阳系的起源与演化,以及地球的过去和未来。
柯伊柏带的天体主要包括冰冻的小行星、彗星和矮行星,这里是短周期彗星的老家,1986年曾经造访地球的哈雷彗星就来自该带。柯伊柏带天体主要由冰块、岩石和金属组成,其成分可能不同于小行星带中的小行星。郑永春介绍说,彗星是由有机化合物、冰块和岩石组成的“脏雪球”,科学界推测,太阳系中有些小行星可能就是柯伊柏带彗星的挥发物丢失后的残留物。此外,一些巨行星的卫星,如海王星的卫星海卫一、土星的卫星土卫九,最早可能也起源于柯伊柏带,后由于引力摄动才来到巨行星附近。
“柯伊柏带的天体是太阳系演化的遗迹,记录着太阳系形成之初的信息。”郑永春说,“新视野号”的探测可谓是一次太阳系的考古发掘之旅,它获得的新发现有助于破解太阳系诞生之初的奥秘。 (来源:人民日报)