冥王星的「心」上有一片冰原

2015年07月19日 星期日 新京報

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　　在宇宙中飛行9年後，美國宇航局的「新視野」號探測器飛掠距離地球48億公里的冥王星，並傳回一批迄今最清晰的冥王星照片，其中那張「冥王心」幾乎徹底顛覆地球人對冥王星「孤獨高冷」的悲劇印象，讓人類再次關注起這個「前」太陽系九大行星中的「小不點」。從美國青年克萊德·湯博望遠鏡中的一個點，到近距離一窺這顆神秘星球，地球人花了整整85年，這標誌著人類太陽系探索時代的終結，同時對於浩瀚的宇宙而言的，探險才剛剛開始。

　　「復仇」

　　柯伊伯帶最大星體「統治」太陽系邊疆

　　根據新視野號遠程偵察成像儀提供的數據，冥王星的直徑為2370公里。這個數字比科學家們原有的估計值要大一些。對於冥王星大小的爭論在1930年代發現時就已經提出，這是一個關於冥王星最基本、最難解的問題。此前，科學家們雖然給出了冥王星的估算直徑，但是受到觀測上的限制，無法準確測量冥王星的直徑。

　　新視野號的探測證實，冥王星比海王星軌道之外的所有已知太陽系天體都要大，是太陽系遙遠邊緣的柯伊伯帶上個頭最大的星體，在太陽系邊疆區域有著極強的統治力。

　　冥王星的地位如同它的位置一樣神秘，引起科學家的諸多爭論。自1930年被發現，冥王星一直居於九大行星的末席，長達70多年。但是自2000年起，在太陽系邊緣、海王星外側的柯伊伯帶中不斷發現新天體。這些新發現的天體中不乏重量級選手，特別是2005年發現的鬩神星，當時被認為比冥王星更大。冥王星的「地位」不斷受到挑戰。

　　終於在2006年8月的國際天文學聯合會大會上，冥王星「慘遭」降級，被驅逐出了九大行星家族。從此之後，遊走在太陽系邊緣的冥王星被降為矮行星。不少冥王星的擁躉者對此表示不服，多年來致力於幫助冥王星重回九大行星。

　　依據NASA7月13日公布的最新數據，冥王星直徑約為2370公里，誤差值為上下20公里。這一大小超過了長期被認為大過冥王星的鬩神星，後者直徑約為2326公里，誤差值為上下12公里。許多人認為冥王星終於「復仇」了。不過，與其他行星相比個頭不算大，甚至比月球還要小，而表面積還不到地球上俄羅斯的面積。

　　回歸

　　冥王星「歸隊」？除非行星定義調整

　　新視野號提供的新數據能否幫助冥王星重回大行星行列？北京天文館館長朱進則給這些冥王星迷們潑了一盆冷水，他對新京報記者表示，冥王星不可能重回九大行星行列。

　　朱進曾參加在布拉格舉行的國際天文學聯合會。他解釋，冥王星之所以被降級為矮行星，其實並非因為個頭的大小，自然也不可能因為個頭變大了一些就重回大行星行列。根據國際天文學聯合會2006年通過的決議，一個天體要成為大行星必須滿足三個條件：位於圍繞太陽的軌道上；質量足夠大，以達到近似球形；自身有足夠的引力，以清空其軌道附近區域的天體。

　　冥王星有5顆衛星，其中最大的衛星卡戎只比冥王星小一半。

　　「顯然，冥王星是因為不符合第三條標準被降級。」朱進指出。根據目前的定義，同樣具有足夠質量、呈圓球形，但不能消除其軌道附近其他物體的天體被稱為「矮行星」。冥王星正是一顆矮行星。朱進認為，新視野號已經提供的以及未來將傳回的數據不太可能使冥王星重回九大行星的行列，除非天文學界對大行星的定義再次進行調整。

　　鯨魚與心

　　心形亮斑可能是「冥王星雪」

　　從「新視野」號傳回的照片中，我們看到了冥王星的「心」。這個「完美之心」的淺色光影，橫跨約2000公里。在冥王心旁有一個顏色較深的光影區，被科學家稱為「鯨魚」。此外，科學家早前還從相片發現，冥王星兩極特別明亮，或許有氮冰覆蓋。美國科學家們已將心形區域「非正式」命名為湯博地區，以此紀念發現冥王星的美國人克萊德·湯博。

　　這片心形區域到底是什麼？「新視野」號相關項目負責人在17日美國宇航局召開的新聞發布會上介紹，科學家們在這個心形的湯博地區的西北部發現了一片廣漠的冰凍平原，並以人類發射的第一顆人造衛星的名字「斯普特尼克」來命名這片平原。從這片冰凍平原的地形來看，「斯普特尼克平原」的年齡絕對沒有超過1億年，且很有可能仍處在地質形成過程中。

　　科學家們都推測，覆蓋著這片冰凍平原的區域很可能是雪。朱進指出，「當然，這個雪肯定跟我們地球上見到的地球雪是不一樣的，可能是冥王星上的氮氣、一氧化碳或者甲烷凝成的冥王星雪。」冥王星與太陽平均距離達到60億公里左右，表面溫度極低，只有零下220℃。在這樣寒冷的環境中，冥王星上存在的甲烷、氮氣以及一氧化碳等氣體都變為固態。

　　NASA陸續發布了新視野號冥王星任務更多高清影像資料，展示了冥王星不同區域的不同地形高清面貌。通過這些最新照片，可以看出冥王星地表形貌非常複雜。在冰凍平原周圍還分布著一些低谷以及山丘。

　　根據探測器的最新數據，科學家們還第一次發現，冥王星的富氮大氣層可延伸至其表面1600公里，相對而言，比地球大氣層更高。

　　而這1%的照片已經讓科學家們及地球人如此欣喜若狂。朱進說道，可以想見，在未來的1-2年內，新視野號會不斷傳回關於冥王星的最新照片、最新資料，隨之而來的，是科學家們對冥王星不斷更新的認識。屆時，冥王星的地形、甚至星球內部的構成，有沒有水，有沒有海洋，這些問題都可能得到回答。地球人將在不遠的將來揭開太陽系邊緣這顆神秘星球的面紗。

　　【發現者眼中的冥王星】

　　它在星空圖上移動了3毫米

　　如期赴約的「新視野」號共搭載著9件紀念品，其中包括冥王星的發現者克萊德·湯博的一部分骨灰。1930年3月，24歲的湯博在亞利桑那州的洛威爾天文台發現了冥王星。

　　湯博生於一個農場家庭，自小喜歡天文學。他用自己製作的簡易望遠鏡細緻地觀測了火星和木星，並把自己繪製的觀測圖寄給了美國負有盛名的洛威爾天文台，希望能得到專家的意見。天文台的天文學家們接到湯博的觀測圖後，於第二年，也就是1929年邀請湯博到洛威爾天文台工作，參與一個名為「Planet-X」的新星球觀測計劃。

　　湯博的工作就是比較望遠鏡在不同時期拍攝的星空圖片。每張星空圖上有數十萬顆，甚至上百萬顆星星，湯博需要從這些星星中，找出位置變動的星體。

　　1930年2月28日下午，湯博發現在相隔六天擺設的兩張星空圖片上，有一顆小星體移動了3毫米-4毫米的距離。這與預計中的新行星又暗又慢的特點相吻合。

　　湯博沒有馬上宣布這個發現。在接下來的兩個星期里，湯博又對該天區連續拍照觀測，直到確認這是一顆新行星後，湯博於3月13日公布了這一消息。

　　由於冥王星距離太陽極為遙遠，在寒冷陰暗的太空中蹣跚轉動，這情形與古羅馬神話中掌管冥界的冥神普魯托的住處很相似，冥王星便被命名為普魯托。同時，這個名字前兩個字母的縮寫，也是為了紀念對發現冥王星有推動之功的美國天文學家洛威爾。洛威爾是洛威爾天文台的創建者，他觀測到海王星的運行軌道不規則，由此推測出必定存在一顆未知行星的軌道。洛威爾去世後14年，湯博發現了冥王星。

　　【科幻作家眼中的冥王星】

　　《三體》中的冥王星與新發現「不謀而合」

　　由於冥王星身處太陽系邊緣，亮度低，體積小，觀測難度極大。人類對冥王星的認識目前為止還十分有限。科幻作家們對神秘的冥王星少不了天馬行空的想像。不少科幻作家都寫過與冥王星相關的作品。當代科幻小說大師金·斯坦利·羅賓遜的《巨冰陣》，寫的就是冥王星的北極地區矗立的巨石陣；我國的科幻作家葉永烈則寫了一名宇航員宇宙航行的故事《飛向冥王星的人》。讓國內科幻迷印象深刻的還有劉慈欣在《三體》中，將人類地球文明的博物館搬到了冥王星上。

　　劉慈欣對新京報記者說道，寫作時之所以選擇冥王星，是因為冥王星是太陽系邊緣，位於柯伊伯帶上的遙遠行星，充滿了神秘和未知。「那個時候，人類對冥王星幾乎沒有什麼了解，我寫作時都是亂寫的，發揮想像力。」雖然劉慈欣表示自己對冥王星的描寫是「瞎寫」，但如今回過頭去看劉慈欣在《三體》中對冥王星的描繪，卻也發現與新視野號的探測有一些不謀而合之處。

　　劉慈欣寫道，冥王星與它的衛星卡戎像是一個雙行星系統，圍繞著共同的質心運行。劉慈欣描繪冥王星的外表時寫道，「從舷窗和監視畫面中，她（主人公）看到了冥王星的全景，這顆行星給她們的最初印象就是黑暗，像一隻永遠閉著的眼睛。冥王星有著藍黑相間的大地。藍色的是固態的氮和甲烷。」劉慈欣也寫到了冥王星上的雪花，「冥王星上出現了小雪花，從淡紫色的天空中飄落。這是被蒸發的氮和氨。」

　　在聊到對「新視野」號的期待時，劉慈欣說道，「冥王星地表形狀如何，大氣層中有哪些氣體，上面有沒有海洋？我對新視野號能發現的一切都充滿期待。畢竟我們對冥王星的了解還太少。」

　　采寫/新京報記者張婷