2015年7月14日上午,在NASA“新視野號”項目的運行中心APL,當(dāng)時鐘的指針指向7點49分,數(shù)百名科學(xué)家,和他們的友人、家人大聲歡呼并擁抱在一起,很多人都禁不住流下激動的熱淚。這一刻標(biāo)志著“新視野號”探測器成功飛越了與冥王星的最接近點,它只有地月距離的1/30。而此時,在距離地球47億公里的地方,“新視野號”探測器正在距離冥王星表面1.25萬公里的軌道上繼續(xù)前進。
至此,人類完成了,準(zhǔn)確地說是美國科學(xué)家完成了對“九大行星”的探測考察工作。盡管冥王星已被降格為矮行星,和“新視野號”的探測成果,還有待陸續(xù)傳回——
冥王星是太陽系九大行星中距離太陽最遠(yuǎn),人類對其了解最少,命運也最坎坷的一個。
169年前,海王星被發(fā)現(xiàn)后,天文學(xué)家就對它的軌道進行研究,發(fā)現(xiàn)海王星之外還可能存在一顆行星。1915年,一份關(guān)于海王星之外天體觀測報告出爐,詳細(xì)描繪了可能存在的神秘天體。又過了15年,克萊德·湯博確定了這個天體的軌道,公轉(zhuǎn)周期達到248年。鑒于這顆神秘天體處于太陽系外圍,且當(dāng)時人們認(rèn)為這里遠(yuǎn)離太陽,充滿了黑暗,因此用希臘神話中的“地獄之神”命名,翻譯過來就是冥王星,于是它成了太陽系的第九大行星。
降級原因
開始因為計算的失誤,冥王星的個頭被認(rèn)為是地球的好幾倍,后來才發(fā)現(xiàn)它不僅比地球要小,甚至還趕不上月亮。但是因為它在當(dāng)時看來的確與太陽的距離實在遙遠(yuǎn),有近80億公里,加之它是柯伊柏帶上發(fā)現(xiàn)的唯一天體,其運行的軌道與其他八大行星相比,顯得十分平面怪異,所以穩(wěn)固占據(jù)了太陽系第九大行星的位置。
不是天文學(xué)家們始終未動掀翻冥王星寶座的念頭,只是考慮到九大行星的定論已然深入人心,一旦更改勢必帶來很多的麻煩和誤解,弄不好還可能使人們對宇宙的了解陷入混亂,不如依然維持現(xiàn)狀,待時機成熟再做理論。
機會終于來了,2006年8月24日在捷克首都布拉格舉行的第26屆國際天文學(xué)聯(lián)合會會議上,經(jīng)過激烈爭論,正式規(guī)定了大行星的嚴(yán)格定義,即大行星必須符合以下三大條件:
首先是圍繞太陽運行;二擁有足夠質(zhì)量,能夠達到流體靜力學(xué)平衡;三是已經(jīng)清空了軌道周圍區(qū)域。根據(jù)以上定義,不夠資格的冥王星理所當(dāng)然地被剔除出了大行星的行列,并被降格為矮行星。需要說明的是,冥王星目前是“柯伊柏帶”——這個太陽系邊緣小星體匯聚地中個頭僅次于鬩神星質(zhì)量的第二大的矮行星。
本次發(fā)現(xiàn)
因為50億公里的距離實在遙遠(yuǎn),每秒30萬公里的光速也要走上四個多小時,所以科學(xué)家一直無法看清冥王星的真面目。即使是讓人類探測深空的慧眼——“哈勃太空望遠(yuǎn)鏡”拍攝冥王星的圖像,也一樣模糊不清。故而,冥王星在天文學(xué)家的印象中就是一個不起眼的光點,只好憑想象推測這個星球的大致情形。
為了盡快揭開冥王星的神秘面紗,“新視野號”探測器已經(jīng)在太空中飛行了漫長的9年多時間,飛行距離已經(jīng)超過50億公里。在今年7月14日北京時間19時:49分,它終于在距冥王星最近距離1.25萬公里處飛過,這個距離僅相當(dāng)于地球與月球之間距離的1/30?!靶乱曇疤枴鄙蠑y帶的世界最先進光學(xué)攝像器材,在這個距離內(nèi)足以清晰拍攝冥王星的真面目了。
7月16日凌晨三點,美國航空航天局(NASA)發(fā)布了由“新視野號”探測器傳回的最新冥王星以及它的衛(wèi)星卡戎的照片,此組照片比以前的照片至少清晰10倍以上。
難怪NASA的科學(xué)家們歡欣鼓舞,喜淚縱橫,日思夜想的披著神秘面紗在我們面前晃動了半個多世紀(jì)的冥王星——終于被一點點地揭開神秘,逐漸顯露出廬山真面目。說逐漸是因為“新視野號”需要兩年多方能將自己記錄的冥王星圖像全部傳回地球。
雖然信號以光速傳播,抵達地球也要4.6個小時,而且信號微弱,數(shù)據(jù)傳輸速度還不到2kb/s,首批回傳信號在經(jīng)歷了13個多小時的太空旅程后,才被NASA位于西班牙馬德里的深空網(wǎng)測控站順利接收。
“新視野號”在這幾天的飛掠過程中收集冥王星表面、大氣和環(huán)境相關(guān)的圖像和數(shù)據(jù),在未來的26個月內(nèi)將陸續(xù)傳回地球。
在新的高清照片上,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了冥王星上的冰山,山的高度大概不到4000米,可能是由水冰構(gòu)成。“新視野號”探測項目首席科學(xué)家阿蘭·斯特恩博士介紹說,該冰山年齡不超過1億年,與45.6億年“高齡”的太陽系相比,實在是“太年輕了”。
“新視野號”最新收集的冥王星地表數(shù)據(jù)證實了冥王星擁有一個極冠,它主要由甲烷和氮冰組成。科學(xué)家在此前一直推測冥王星存在極冠的可能性,這次“新視野號”的探測結(jié)果證實科學(xué)家的判斷。
在近距離掠過冥王星的前夕,NASA的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)冥王星的直徑要比早先預(yù)測的大一些?!靶乱曇疤枴睂嵉靥綔y數(shù)據(jù)顯示,冥王星的直徑為1473英里(約2370公里),比先前科學(xué)預(yù)測的要大50英里(約80公里),從數(shù)據(jù)上看冥王星的個頭的確比月球要小。
探測冥王星的幾顆衛(wèi)星,是本次探測行動的重要組成部分。“新視野號”7月13日從46.6萬公里外拍攝了冥王星最大衛(wèi)星冥衛(wèi)一卡戎的照片。冥衛(wèi)一表面有些光滑的區(qū)域,表明地質(zhì)上比較活躍。圖上的斜線是個大峽谷,可能有4至6英里深。冥王星上的“心形區(qū)域”已被命名為“湯博”,借以紀(jì)念冥王星的發(fā)現(xiàn)者克萊德·湯博。85年前,年僅24歲的克萊德·湯博發(fā)現(xiàn)了這顆位于數(shù)十億公里外的神秘天體,如今他的部分骨灰也隨著“新視野號”抵達了冥王星。冥王星的發(fā)現(xiàn)者終于“星際穿越”到了冥王星。
重要意義
聞知“新視野號”傳來冥王星的重要信息,被譽為繼愛因斯坦之后最杰出的理論物理學(xué)家之一的霍金也坐在輪椅上給美國科學(xué)家發(fā)出一段視頻祝福:我想恭喜新視野的團隊、美國國家航空航天局和它先進的團隊,十年來一起開拓性地探索遙遠(yuǎn)的冥王星以及柯伊伯帶。新視野號帶來的發(fā)現(xiàn)也許會讓我們更好地了解太陽系是如何形成的。我希望冥王星能夠幫助我們,我將會緊密關(guān)注并且希望你們也會這樣。
談到本次冥王星探測的重要意義,阿蘭·斯特恩表示,冥王星的直徑比原先的測定數(shù)值更大說明著冥王星的密度更低,這也就意味著其組成成分中水冰的含量要比原來估算的更高。但這一初步結(jié)果已經(jīng)讓冥王星和鬩神星之間的密度差異更加擴大(鬩神星的質(zhì)量要比冥王星大27%左右),表明兩者的形成歷史存在很大差異。
而冥王星比原先更大的直徑數(shù)據(jù)也證明,它的大氣層要比原先設(shè)想的更薄,其大氣的最底層(對流層)的深度也要低于原有估計。大氣科學(xué)家們還需要一定的時間才能判斷這一探測結(jié)果對于他們手中現(xiàn)有的冥王星大氣模型意味著什么。
北京天文館館長朱進認(rèn)為,“新視野號”的本次探測活動,得到不少意外收獲。比如在冥王星上角上發(fā)現(xiàn)的暗斑,它確切是什么都需要以后做進一步的研究。此外,冥王星會不會有環(huán)、會不會有新的衛(wèi)星,這些問題都可能在這次探測任務(wù)中找到答案。