天文史上的今天 | 哈勃圖像中的可疑光點

來自專欄 天文史上的今天

2005年5月18日，科學家通過哈勃空間望遠鏡拍攝的第二張驗證圖像，基本確認三天前第一張圖像中的可疑光點的真實身份：冥王星的兩顆新衛星。

2005年5月份的兩張哈勃圖像，科學家們發現了冥王星的兩顆新衛星

來源：NASA

2005年5月18日，科學家通過哈勃空間望遠鏡拍攝的第二張驗證圖像，基本確認三天前第一張圖像中的可疑光點的真實身份。

通過兩張圖像的比對，科學家們基本確認了冥王星除了冥衛一之外，還存在第二和第三顆衛星。

哈勃圖像中的可疑光點

新視野號探測項目徽標，2006年發射，於2015年抵達冥王星，這是人類首個考察冥王星的探測項目

來源：NASA

本次搜尋工作是由一個名為「冥王星伴侶搜尋小組」（Pluto Companion Search Team）的科學家團隊進行的，該項目的目的是為當時即將發射，首個飛向冥王星的探測任務「新視野號」做前期準備工作。

正如參與哈勃望遠鏡觀測任務的美國約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室（APL）行星科學家海爾·韋弗（Hal Weaver）所言：「如果情況的確正如哈勃望遠鏡拍攝的圖像上所顯示的那樣，冥王星不只有一顆衛星，而是還存在第二顆甚至第三顆衛星，那麼它將成為柯伊伯帶內第一顆被發現擁有超過一顆衛星的天體。」

新視野號探測器拍攝的冥王星圖像

來源：NASA

當時，這兩顆小衛星還尚未獲得正式命名，而只是用臨時編號S/2005 P1 和S/2005 P2表示，它們距離冥王星大概4.4萬公里，換句話說要比冥衛一到冥王星的距離遠2~3倍。

科學家最早發現冥王星可能存在兩顆新衛星是在2005年5月15日的一次觀測。當時哈勃空間望遠鏡的「先進巡天相機」拍攝了一張冥王星的照片，在這張照片上，科學家們注意到兩個可疑的微弱亮點。

新視野號探測器拍攝的冥衛三（Hydra）

來源：NASA

最早注意到這一異常的科學家之一，美國空間望遠鏡研究所的馬克斯·穆齊勒（Max Mutchler）表示：「這兩個疑似小衛星的亮度要比冥王星暗弱5000倍以上，但在哈勃拍攝的圖像上的確可以分辨出來。」

為了進一步證實這一發現，三天之後，也就是2005年的5月18日，科學家們再次進行觀測，結果證實這兩個光點仍然存在，並且位置發生了變化，似乎圍繞冥王星運行了一段距離。

冥衛二（Nix）的最高清圖像，新視野號探測器拍攝於2015年7月14日

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至此，科學家們已經相當有把握，這兩個小光點就是冥王星此前尚未被發現的兩顆新衛星。在反向檢索過去哈勃望遠鏡拍攝的冥王星圖像檔案資料時，科學家們發現，其實早在2002年6月14日拍攝的冥王星圖像中，P1和P2這兩顆小衛星就已經被拍下來了，但當時未有人注意到這兩個如此微弱的光點。

長期以來，科學家們一直希望確認冥王星周圍有沒有其他衛星存在，但長期的搜尋基本上一無所獲。但哈勃進行的這一系列觀測屬於迄今為止對冥王星周圍最高精度的巡查，因此經過這樣一輪詳細的篩查之後，科學家們認為，冥王星周圍如果有任何直徑超過16公里的小衛星，都應該會被找到。

哈勃空間望遠鏡，1990年升空後工作至今

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冥王星衛星發現史

冥王星是在1930年由美國人克萊德·湯博（Clyde W. Tombaugh）發現的，直徑大約2270公里。這顆冰凍矮行星運行在距離太陽接近50億公里外的柯伊伯帶內，這是一個以荷蘭天文學家柯伊伯（Kuiper）的名字命名的小天體帶，範圍大致位於海王星公轉軌道之外，是火星與木星之間的小行星帶外側的又一個小天體帶，這裡散布著大量冰凍小天體。

1978年，人類發現冥王星存在一顆衛星，這顆衛星被命名為冥衛一（卡戎，Charon），直徑大約1170公里。此時距離冥王星被發現已經過去了幾乎半個世紀。冥衛一的發現極大提升了科學家們對冥王星質量的估算精度。

冥衛一的發現圖像：1978年由美國海軍天文台望遠鏡拍攝，請注意左圖中右上方的凸起，而在右圖中消失了。這是冥衛一公轉造成的

來源：NASA

2005年5月進行的觀測基本證實冥王星還存在第二與第三顆衛星，最終國際天文學聯合會（IAU）在2006年6月21日正式給予命名。

公告中，官方正式將臨時編號天體S/2005 P 2命名為「尼克斯」（Nix），中文名冥衛二；將臨時編號天體S/2005 P 1命名為「海德拉」（Hydra），中文名冥衛三。兩顆小衛星直徑都在50公里左右。

2015年7月13日，新視野號探測器拍攝的冥衛一

來源：NASA

後續，在2011年，天文學家在搜尋冥王星是否擁有光環結構時，又發現一顆新的「漏網之魚」，這顆小衛星被命名為「科布羅斯」（Kerberos），中文名冥衛四；2012年又發現了冥王星第五顆衛星「斯塔克絲」（Styx），中文名冥衛五，兩顆小衛星直徑均在10公里上下。

我們目前的最新認識：一個包含5顆衛星的冥王星系統

來源：NASA

冥衛四，2015年7月14日由新視野號拍攝，距離39.6萬公里

來源：NASA

冥衛五，2015年7月13日由新視野號拍攝，距離63.2萬公里

來源：NASA

2015年，新視野號探測器近距離飛越冥王星系統，首次獲取了這些小衛星的圖像，但途中並未發現其他未知的小衛星。

編者按：

《天文史上的今天》欄目是老嚴的一次個人歷險，試圖通過堅持365天，完整記錄一年中每一個日子在人類漫長的天文歷史中留下的印記。

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