冥王星——人類視野中的“冰山王子”

科學(xué)家們?yōu)榇嗣β祷I備，觀測已經(jīng)進(jìn)行。

新地平線號拍攝的照片顯示了斯普特尼克平原上豐富的冰層。 (圖片來源:美國國家航空航天局/霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實驗室/美國西南研究所)

一個短暫時刻，太陽系向地球顯示了完全被陽光照射的冥王星圓盤，這種情況在161年內(nèi)尚屬首次。

行星科學(xué)家邦妮·布拉蒂已經(jīng)準(zhǔn)備好了：她已經(jīng)等了10年，希望能有機(jī)會捕捉到這一罕見的景象，填補(bǔ)連精心計劃的“新視野號”任務(wù)都無法解決的知識空白。結(jié)果就是冥王星和它的衛(wèi)星冥衛(wèi)一的神秘光線圖。

“我們抓住了這個千載難逢的機(jī)會——好吧，一生都遇不到一次，兩個世紀(jì)才有一次——看到冥王星被完全照亮的機(jī)會，”布拉蒂在加州的美國宇航局噴氣推進(jìn)實驗室工作，是一篇展示觀測結(jié)果的新論文的主要作者，他告訴太空網(wǎng)。

對一個太陽系天體在其最大照度點及其附近的觀測，科學(xué)家們可以測量他們所謂的“相對亮度激增”(opposition surge)，即物體在被完全照亮?xí)r亮度的突然增加，與被照亮的表面額外的條紋不成比例的現(xiàn)象。

而相對亮度激增不僅僅是一種奇特的光學(xué)現(xiàn)象：科學(xué)家們認(rèn)為，相對亮度激增的模式受到地球表面物質(zhì)密度的影響?！巴ㄟ^觀察一個物體填滿后的亮度，你可以知道它的表面紋理和表面是什么樣子的——它是蓬松的嗎?”這是雪嗎?它緊湊的嗎?”布拉蒂說。

她說，例如，滿月的逆沖涌動（相對亮度激增）是由其表面松散、布滿灰塵的風(fēng)化層造成的?！斑@些粒子會投射陰影，當(dāng)觀察者看到人臉時，這些陰影會迅速消失?！?/p>

一個完全被照亮的冥王星是很難從地球上捕捉到的，因為這顆矮行星的軌道的傾角與我們自己的軌道相比。天文愛好者用“對位”一詞來指代地球一年中某一特定天體在天空中與太陽相對的時刻。然而，一個天體在那個時候并不一定是完全被照亮的，比如冥王星，它通常在地球繞太陽軌道平面的上方或下方。

因此，有了161年的等待下一個這樣的契機(jī)以及布拉蒂的關(guān)心，使2018年的機(jī)會提前了這么久。她和她的同事們在圣地亞哥附近的帕洛瑪天文臺安排了一臺200英寸的海爾望遠(yuǎn)鏡。海爾望遠(yuǎn)鏡配備的光學(xué)系統(tǒng)可以區(qū)分冥王星和冥衛(wèi)一，而不是看到兩顆星球混為一個斑點。

該團(tuán)隊成功地在2018年7月12日以及當(dāng)月其他日子和2019年7月捕捉到了冥王星的超級發(fā)光觀測。布拉蒂和她的同事計劃在去年夏天進(jìn)行更多的測量，但新冠狀病毒大流行導(dǎo)致觀測站 關(guān)閉了。

研究人員仍然不允許親自使用望遠(yuǎn)鏡，但最終，布拉蒂和她的同事們再次對觀測納入日程，她希望這些測量，以及更多測量，將澄清冥王星的逆向?qū)_是如何發(fā)生的，給科學(xué)家們提供細(xì)節(jié)，了解地面上發(fā)生的情況，與導(dǎo)致這種視覺效果的原因。

布拉蒂說，她懷疑這種相對亮度激增與新視野號飛船在2015年飛越時發(fā)現(xiàn)的動態(tài)世界有關(guān)。“冥王星比我們想象的要活躍得多，”她說?！拔覀兊囊娐勄八从??！?/p>

例如，這是地球之外第一個已知存在冰川的太陽系天體。汽化并重新凍結(jié)，在這個過程中有時會在冥王星和冥衛(wèi)一之間移動?！摆ね跣巧峡赡苡醒泻芏嗨谝苿?，它可能有一個非常蓬松、有紋理的結(jié)構(gòu)表面?！?/p>

航天器的近距離飛行和地球的完全照明純屬巧合，但布拉蒂說，將觀測結(jié)果結(jié)合起來說明了另一個例子的成功——同時使用地面和天基工具時行星科學(xué)發(fā)展得最好。

她指出，“新視野號”在飛行過程中看到了冥王星的夜間側(cè)影和半亮的景象，但由于其擦身而過，無法看到亮起的完整的圓盤。她說:“你把它和地面觀測結(jié)合起來，你就能了解到全部，你就得到了全部?！薄八鼈兺耆腔パa(bǔ)的?！?/p>

對布拉蒂來說，新的觀測結(jié)果讓她想起了自己在“新視野號”飛越冥王星時的工作，因為科學(xué)家在從地球上觀測冥王星和冥衛(wèi)一時，很少能使用強(qiáng)大的設(shè)備來區(qū)分它們。

布拉蒂說：“自冥王星和冥衛(wèi)一相遇以來，我們第一次分別看到了它們。”“這對我來說是一種情感……原本只是一個光點，然后在一兩天內(nèi)它變成了一個地質(zhì)世界，你感覺你就在那里。特立獨行地存在。然后它又變成了一個點?！?/p>

BY:Meghan Bartels

FY:jane

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