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來,給冥王星拍張照

譯/高鵬

當我還是一個說話不成句的小孩子時,我就經常過了睡覺時間還在外面閑逛。我會推開滑動玻璃門,抬頭向上仰望,透過樹影尋找散落在天上的星星。那時候,我甚至都還沒開始理解,我正在看的是什麼。然而,每一個光芒四射的「燈塔」,都代表著一個秘密,代表著那浩瀚未知宇宙的最前沿。

今天,在前人幾個世紀科學發現的基礎上,加上我20多年的個人發現,賦予了我對夜空更為深刻的洞察力。但是,還是有大量的謎題仍未解開。你也許會說,宇宙的大部分對我們而言仍是漆黑一片。而這個「宇宙的大部分」,甚至包括了我們太陽系「後院」中的某些成員。

在繁星滿天的浩瀚太空中,冥王星——這個距離我們遠在76億千米之外,寒冷、渺小而又孤獨的矮行星——對我們來說只是一個簡簡單單的小點而已,即便透過我們最好的望遠鏡,冥王星也只是隱約可見。我們只知道它與我們熟知的太陽系其他行星大不相同:它完全不同於太陽系的岩質內行星,也完全不同於太陽系外行星中的氣態巨行星和冰巨星。除此之外,我們對它知之甚少。它已經將自己的秘密,牢牢保守了將近一個世紀。但這一現狀即將被改變。

在經過了將近10年的長途跋涉之後,美國航空航天局的「新地平線」號宇宙飛船在美國東部標準時間2015年7月14日7時50分,與這個冰封的世界有了面對面的會晤。由於「新地平線」號已經沒有動力使自己進入環繞冥王星的軌道,更別說讓自己慢下來了,所以,在它呼嘯著衝到太陽系更遠的地段之前,它「嗖」地一下就從冥王星這顆矮行星身邊飛馳而過,就像它來時一樣地快。這次期待已久的飛近探測,將使我們能夠好好地看一下,我們所擁有的9個鄰近天體中的最後一個。畢竟,在歷史上的某段時間內,我們曾經將其稱為「行星」。

「尚未出生的」的星星

兩張照相底板顯示,有一個蒼白色的點發生了移動。(美國)洛厄爾天文台

由於冥王星距離我們實在是太遠了,而且它個頭很小、表面昏暗,所以一直以來,獲取冥王星的影像,對人們來說都是一個極端的挑戰。這也是人們直到20世紀才發現冥王星的原因。1930年2月的一天下午晚些時候,一名在維斯托·斯里弗手下工作的年輕研究員克萊德·湯博,在對兩塊照相底板進行鑒定時注意到,有一個蒼白的小點,總是不能停留在固定的位置上。很顯然,其軌道呈拱形跨過天空,就像一顆行星一樣。(要了解更多有關冥王星發現背後的故事,可以看一下科里·鮑威爾發表在《發現》雜誌好好的那篇寫得精彩的通訊。)

冥王星也有伴侶

為什麼左邊那張圖片中的凸出,每過幾天就會消失呢?天文學家意識到,這是由一顆圍繞冥王星旋轉的衛星,分別轉到冥王星前面和冥王星背後所導致的。

在接下來的50年里,即便對於最大的陸基望遠鏡來說,冥王星也只不過是一個勉強能夠看到的、孤孤單單的小點而已。而到了1978年,詹姆斯·克里斯蒂在位於亞利桑那州的美國海軍天文台使用卡伊·斯特蘭德望遠鏡,發現在這顆冰封的矮行星一側,彷彿有一塊凸起。結果證明,那其實是冥王星的一顆衛星,很快人們就將它命名為「卡戎」(譯者註:「卡戎」是希臘神話中在冥河上擺渡亡魂到陰界的船夫。做為人們發現的冥王星的第一顆衛星,人們給它起了這個名字,當然人們也叫它「冥衛一」)。與太陽系內大多數其它行星的衛星相比,卡戎(冥衛一)大到驚人:它足有冥王星的1/8大。相比之下,我們的地球則大到足有月球的81倍。同時,它的運行軌道也十分靠近冥王星,這就是為什麼它被誤認為是冥王星上的一個凸起的原因。

來自……太空的……照片!

(譯者註:作者這樣寫是一種調侃的說法,因為到達了冥王星的「新視野號」與地球之間,大概存在來回9個小時的通訊延遲,並且數據傳輸速度大概只有1kb/s。)

在1996年,天文學家利用哈勃空間望遠鏡,抓拍到了冥王星正反兩面相對比較精細的圖像。

隨著哈勃空間望遠鏡的發射,科學家終於能夠在沒有地球大氣層干擾的情況下,看一下冥王星了。1996年,哈勃空間望遠鏡第一次向人們揭示了冥王星表面的重大細節。這些圖片顯示,冥王星有著比太陽系中除了地球之外的任何其他行星都要多的,大尺度反差構造。

哈勃空間望遠鏡拍攝到的這張圖像,幫助我們揭開了兩顆冥王星的新衛星。(譯者註:圖中天體,Pluto,冥王星;Charon,卡戎[冥衛一];Nix,尼克斯[冥衛二];Hydra,許德拉[冥衛三]。)

在「新地平線」號還在設計和建造時,「卡戎」是冥王星唯一已知的衛星。而在「新地平線」號發射前的一年,哈勃空間望遠鏡發現了兩顆稍小的衛星,在稍遠的軌道上環繞冥王星運行:它們是「尼克斯」(冥衛二,以希臘神話中的黑夜女神「尼克斯」的名字命名)和「許德拉」(冥衛三,以希臘神話中多頭蛇「許德拉」的名字命名)。

但是,哈勃空間望遠鏡還沒幹完呢:它又幫我們找到了另外兩顆衛星:2011年發現的「科伯洛斯」(冥衛四,以希臘神話中地獄之門的守護者——三頭狗「科伯洛斯」的名字命名)和2012年發現的「斯堤克斯」(冥衛五,也叫「冥河」,以希臘神話中環繞地獄之河——冥河,音譯「斯堤克斯」的名字命名)。在「新地平線」號開始執行任務的前9年時間裡,它離冥王星都不夠近,不足以看清整個冥王星家族的全貌,直到2015年5月12日。

「新地平線」號在接近冥王星的過程中,拍攝到的冥王星的五顆衛星。

終於接近冥王星了!

事實上,「新地平線」號的大多數任務都安靜到令人不安。直到到達冥王星的最後幾個星期前——冥王星在「新地平線」號的相機中還只是模糊的一個小點——僅僅只有幾像素寬。然而,隨著「新地平線」號以超過每秒14千米的速度接近冥王星這顆冰封的行星,它的影像急速清晰起來,細節開始浮現。

冥王星上的大尺度表面特徵

早在一個月前,天文學家又一次注意到,冥王星表面上的大尺度地表特徵。一條連續而細長的黑暗地帶,在分解成一系列有規律的斑點之前,環繞著冥王星的赤道區域。有些地貌是如此的黑暗,以至於它們幾乎讓這顆矮行星看上去是那麼的凹凸不平,而不像是一個球面。「太讓人困惑了!」該任務的首席研究員,艾倫·斯特恩說,「我們不知道這些斑點是什麼東西。」

更多更新的影像,正在使我們能夠更好地看清這顆矮行星肚子周圍的醒目特徵。比如——有那麼黑乎乎的一團,被美國航空航天局的科學家冠以「鯨魚」的稱號——這塊黑色的區域位於圖像的左邊,大約橫跨1,860英里(2993千米)。就在「鯨魚」的尾巴上部,有一個圓形的區域,天文學家們給它也起了個名字,叫「甜甜圈」。它很可能是一個隕石坑,但在能夠更接近地看一下之前,天文學家們並不急於給出解讀。在「鯨魚」的頭部右側,是一塊亮斑,它很可能是由甲烷、氮、或者一氧化碳構成的反射光線的霜。而在右側更遠的地方,是一系列神秘的暗斑。

由拍攝於6月27日到7月3日的影像,拼接出的冥王星地圖。

意外的鄰居?

冥王星彩照

到了7月8日,影像加上了一抹色彩。冥王星的銹紅色和卡戎(冥衛一)的青白色形成了鮮明的對比。這兩個天體似乎更像是陌生人,而不像是近親。冥王星有一個明顯的大氣層,而卡戎(冥衛一)則沒有。像卡戎(冥衛一)被冰凍的水和氨類化合物所覆蓋一樣,冥王星也是被一層異常美麗的冰所覆蓋著,但冥王星的這層冰是由氮冰、甲烷和一氧化碳構成的。

這是隨著「新地平線」號的靠近,所拍攝到的一系列成比例的圖像,顯示出冥王星和卡戎(冥衛一)看上去越來越大。最後一張圖像,是美國航空航天局於7月11日發布的最新照片。

而在7月13日這天,「新地平線」號在雷達進入休眠之前拍了最後一張照片(「新地平線」號這樣做,是為了全神貫注於手上的任務,在接下來的22小時里「新地平線」號不再向任務操作員報到)。但是,就是這張照片顯示的內容,讓控制室的人員發出了一片驚嘆。這張照片的清晰度,是哈勃空間望遠鏡拍攝過的所有圖像清晰度的1000倍。這張照片拍攝的方位,是冥王星北極的正上方。而黑暗的區域則指明了那是冥王星的赤道。

最奇怪的可能要算是那塊明亮的區域了——被人們冠以「愛心」的名字——它看上去異乎尋常地平滑。艾倫·斯特恩在7月13日早上的新聞發布會上指出,圖像上的亮塊和暗塊是如此之多,表明冥王星的內部運動,不僅在過去,很可能直到現在,仍對冥王星的外觀塑造,發揮著重要的作用。

「新地平線」號在切斷通訊前拍攝的最後一張圖像。

在美國東部標準時間2015年7月14日17時,我們人類的這顆小小的宇宙飛船,將其天線調轉了過來,背對地球,不再與地球聯繫,全心全意地投入到了對冥王星的拍攝之中。在未來的幾周到幾個月的時間裡,我們將會看到來自冥王星系統的,更多更好的可視信息。(要將其全部的數據傳回地球,將花費「新地平線」號整整1年的時間。)很快,在不久的將來,我們將會完成一份包括太陽系內所有經典行星的詳情清單。我將仔細端詳太陽系的這最後一顆行星,自此以後,人們將再也不會有第一次看到太陽系內經典行星之說了。

對「新地平線」號來說,仔細觀察完了冥王星,任務才僅僅完成了一半。在與太陽系昔日的「第九大行星」擦肩而過之後不久,「新地平線」號將再一次點燃它的推進器,將它自己送入一段新的征程,在2019年1月之前飛越一個(也可能是兩個)柯伊伯帶天體。這些天體被認為,是自我們的太陽系在45億年前誕生到現在,從未受到過任何打擾,因此對它們進行觀測,將會給我們開啟一扇窗口,帶我們回到行星即將誕生的那一時刻。


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