首页 > 浩瀚宇宙 > 正文

“新视野号”是人类目前拥有最快速度的人造飞行器,它在2006年1月19日发射时的速度高达16260米/秒,与能脱离太阳引力的逃逸速度或者说第三宇宙速度(16700米/秒)非常接近,这是迄今为止人类发射的速度最快的太空飞行器,到目前为止,人类发射的航天器中超过太阳逃逸速度的只有5艘,分别是旅行者1号、2号,先驱者10号、11号(已停止运行)以及新视野号(这里的最快飞行器是考虑的从地球发射时的速度)。

2015年地球探测器飞越冥王星,传回照片几乎推翻科学家所有猜想

新视野号的目标是对直径约3200公里的冥王星及其5颗已知的小卫星——冥卫一,冥卫二,冥卫三,冥卫四和冥卫五进行尽可能全面的勘察,收集尽可能多的图像和其他数据。

2015年地球探测器飞越冥王星,传回照片几乎推翻科学家所有猜想

我们对冥王星的认识非常有限。冥王星的直径约为月球的2/3,绕太阳公转一周需要248年。尽管科学家对它进行过多次的观测,但它仍有更多的未知。它的表面看上去会是什么样子?它是像木卫二一样的平坦,还是像土卫二那样崎岖?它有哪些独有的特征?它是如何与其卫星,例如冥卫一,相互作用的?“新视野”目的就是揭晓这些问题的回答。

除此之外,新视野号还将首次探索柯伊伯带,冥王星就位于太阳系外围的柯伊伯带中,很多人并不清楚太阳系的构成,一个完整的太阳系组成应该是中间有8大行星围绕着太阳运动。太阳系的外围分布着柯伊伯带,柯伊伯带里充满了成千上万个小型冰质天体,它们被认为是早期太阳系的遗存。而边界则笼罩着奥尔特云。黄道离散盘则分布在两者之间。

2015年地球探测器飞越冥王星,传回照片几乎推翻科学家所有猜想

这次探测称为“太阳系的考古发掘之旅”,2015年7月14日19点49分,这是一个注定要载入天文学史册的历史时刻,“新视野号”飞船,经过9年的行星际旅行,首次近距离飞越冥王星,传回了一系列的照片,我们经常抱怨网速太慢,不过我们的网速比起新视野号探测器的“网速”已经可谓高速。

探测器发回地球的探测数据下行速率仅为1.68kb每秒,即使手机拍摄的一张2Mb大小的普通照片,也需要20分钟才能传输完毕。因此,探测器飞越冥王星前后拍摄的大量照片和探测数据都将存储在探测器上的计算机中,无法在第一时间传回地球。在探测器完成近距离拍照和观测任务后,这些“大片”将在新视野号奔赴柯依伯带其他天体的漫长旅途中被下载。全部数据传回地球大约需要16个月的时间。

2015年地球探测器飞越冥王星,传回照片几乎推翻科学家所有猜想

由于冥王星与地球相距過远,以光速传播的指令要4个半小时才能被探测器收到,而地面收到探测器发出的指令完成信号又需要4个半小时。也就是说一个简单的问答也需要9个小时才能完成。所以,新视野号的所有控制指令都是很早之前就已经精确设计好并上传给探测器,这些指令一旦执行就只能听天由命,无法中途撤销。

2015年地球探测器飞越冥王星,传回照片几乎推翻科学家所有猜想

新视野号拍摄了各类壮观的地貌,包括环形山、山脉和冰川地形。揭示了冥王星地表特征的多样性,它们的范围之广和程度之复杂,甚至让科学家都感到不知所措。

视野号在飞掠冥王星时,半定量地测定了它表面的化学组成——主要是固体的氮、冰、以及少量的甲烷和一氧化碳。这些成分,可能和不少人印象中星球形象有一些差异。毕竟,很多人的印象中,星球都是石头疙瘩。

在新视野号传回的一系列照片可以看到一系列高达 3,500 公尺的山脉,科学家认为这些胡乱堆在一起的山脉可能是一块块巨型的坚硬水冰,它们漂浮在一大片密度更大却又更加柔软的氮冰之中。正是这些氮冰填满了这片被非正式称为斯普特尼克平原的地区,斯普特尼克平原的位置区域就在大家非常熟悉的冥王星心形位置。

2015年地球探测器飞越冥王星,传回照片几乎推翻科学家所有猜想

2015年地球探测器飞越冥王星,传回照片几乎推翻科学家所有猜想

在这张照片所展现的宽约470千米的地形中央,乱七八糟堆积着破碎的山峰。这里位于巨大的斯普特尼克平原西北侧边缘,图中右边的明亮平地就是这片冰原。

2015年地球探测器飞越冥王星,传回照片几乎推翻科学家所有猜想

根据初步探测成果,新视野号发现冥王星的北极存在极光,主要成分是氮冰和甲烷冰。甲烷从液态结成冰的温度为-183C (1个大气压下,后同),而氮气在一196C才能成为液氮,从液氮固结成冰需达到-210C。冥王星极冠上分布的氮冰和甲烷冰,足以说明那里究竟冷到了何种程度。

2015年地球探测器飞越冥王星,传回照片几乎推翻科学家所有猜想

 

让科学家惊讶的是,整个山脉周围没有任何陨石坑的存在,由此推断这个山脉的形成在地质上是很新的事,可能不到一亿年之久,甚至有可能形成山脉的地质过程现在都还在进行当中。

然而就在这年轻的冰原旁边,却是冥王星最古老地貌,因为这里遍布着一重又一重的撞击坑。还有让人百思不得其解的在斯普特尼克平原西部边缘的深色规则山脊,科学家认为这是条纹状沙丘,那些沙子是由甲烷冰所构成的。

2015年地球探测器飞越冥王星,传回照片几乎推翻科学家所有猜想

2015年地球探测器飞越冥王星,传回照片几乎推翻科学家所有猜想

每秒可达 1 〜 10 米的相对强风应该会由那些山脉吹出,继而刮过整个平原。 计算机模拟显示出,尽管冥王星只有很薄的大气层, 但只要这些风一旦具备空运能力,就足以令沙状甲烷冰粒子移动。但是这些风也可能太弱,以至于不能让颗粒物漂 离它们最初的位置。看起来像是沙丘。不过目前这也仅仅是猜测,它的成因仍在讨论。可以说,冥王星复杂的地形,完全超乎了科学家的想象。

另外,冥王星大气层中覆盖全球的薄雾能够分成许多层,层数也超出科学家的预料。这些薄雾事实上产生了类似地球上暮曙光的效果,微微照亮了昼夜交界线附近夜晚一侧的地形,使得新视野号上的相机能够看到冥王星的背阳面。

2015年地球探测器飞越冥王星,传回照片几乎推翻科学家所有猜想

简单来说,“新视野”号关于冥王星及其卫星系统最重要的十项科学发现,几乎推翻了科学家关于冥王星的所有猜想:

1、冥王星及其卫星系统的复杂性大大超出了天文学家之前的预测。

2、冥王星地表活动的剧烈程度,以及某些地区的地质构成年代之新,令科学家震惊。

3、冥王星的大气结构比预想的更低更朦胧,其逃逸比率和之前预测的模型都不一样。

4、卡戎赤道地区存在明显外延地质结构,显示在远古时期,这里有可能存在过冰海洋。新视野号传回的其他证据显示今天的冥王星地表之下有可能存在内部海洋。

5、冥王星的卫星中,能够由陨石坑确定年龄的那些均是同时诞生的,这验证了科学家的一个设想:这些卫星是在远古时期由冥王星和另一颗柯伊伯带天体发生的一次猛烈撞击中形成的。

6、卡戎拥有一个阴暗红色的北极,这在太阳系其他已知天体中从未出现,科学家猜测这是从冥王星逃逸的大气物质重新聚集在卡戎地表形成的。

7、“冥王星之心”所在的史波尼克平原由氮冰强烈对流形成,宽达1000公里,这也是太阳系中已知最大的冰川结构。

8、“新视野”号证据显示,冥王星的大气存在巨大的压力差,这意味着在冥王星表面可能曾有过液体挥发现象,目前我们只在地球、火星和土卫六“泰坦”几颗太阳系星球上观测到这个现象。

9、“新视野”号的拜访大大丰富了科学家们关于冥王星其它几颗小卫星的认识。

10、冥王星的大气是蓝色的。

冥王星还存在太多的未知等着人类去探索,不仅是冥王星,整个太阳系,人类对它的了解都仅仅是沧海一粟,人类对星空的探索,还有很远的征程!

2015年地球探测器飞越冥王星,传回照片几乎推翻科学家所有猜想

原文链接:http://www.toutiao.com/a6851907652654793219

本站文章部分来自于互联网,已注明出处。 未注明原文出处皆为原创文章,转载同样请注明出处并添加链接。

猜你喜欢
发表评论
   

电子邮件不会被公开,需审核后才会展现

评论信息