最高分辨率的冥王星照片,向我們講述了一個怎樣的冰凍世界?
當你想去拍攝一個遙遠的世界時,你有兩條可行的途徑,但每一條都有各自的缺陷:
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從你目前的所在地去拍攝它,需要建設(shè)一個盡可能大的望遠鏡和盡可能精細的攝像機。
旅行至那個遙遠的世界去近距離地拍攝它,然后穿越行星際般的空間把數(shù)據(jù)送回。
我們往往以第一種方式開始,因為,甚至也許有些吃驚地發(fā)現(xiàn),這將是最便宜最簡單的方法。
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當我們對冥王星那么做了之后,越過海王星的軌道,這個世界被第一次發(fā)現(xiàn),我們得以看清一些粗略的細節(jié)。
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冥王星 ? ? ? ? ? ? ? 圖源:zhidao.baidu
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但除此之外,即使我們掌握了最先進的科技,我們?nèi)孕枰屢恍└玫氖虑榘l(fā)生。
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所以,我們將裝載的“新視野”號探測器發(fā)射到30億英里(50億千米)之外的冥王星,并等待九年讓它到達目的地。在那兒,我們可以更加細致地測量任何東西,這遠比在地球上能夠測量的多得多。例如,對于自身特性的分辨率可以達到每像素百英尺(對比于每像素百英里),確切的形狀和大小,大氣的成分和冰帶等。
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“新視野”號探測器將于7月14日從冥王星上方約1萬公里處飛過 ?圖源:uux
同時,我們也知道了冥王星豐富的大氣層們是如何隨著高度變化而變化,各式各樣的冰是如何存在于這個星球的表面。如,CO2冰(干冰)、H2O冰(水冰)、CH4冰(甲烷冰),和N2冰(固態(tài)氮)等。這也就是說,冥王星是個冰球!
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冥王星的氮冰大氣層 ? ? ? 圖源:NASA/JHU APL/SwR
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圖源:美國航空航天局/約翰霍普金斯大學應(yīng)用物理實驗室/西南研究院
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但如此遠的距離就意味著數(shù)據(jù)運回需要很長一段時間,盡管裝載著“新視野”號強勁的傳播器,也只有最大的無線天線(接收器)才能捕捉到信號。即便如此,它也需要16個月的時間來接收所有的數(shù)據(jù)和“新視野”號所拍攝的最高分辨率的照片。
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飛躍冥王星被定于7月,但目前為止,我們才差不多到了那段時間的三分之一。今天早些時候,美國航空航天局發(fā)布了最新拍攝到的最高分辨率的照片。目前為止,已經(jīng)發(fā)布的三張照片里每一張都講述著有關(guān)這個冰凍星球獨一無二的故事。
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冥王星的斯普特尼克平原(Sputnik Planitia) ?圖源:NASA/JHU APL/SwR
上面展示的非官方認證的斯普特尼克平原顯示著這個星球大部分由氮冰構(gòu)成,其熔點和沸點比水冰低得多,但密度更大。這些山脈“漂浮”于氮冰之上,并且它們本身由水冰組成。
當它們上升到離平原表面1.5千米(近1英里)的高度時,它們同樣也下潛到了水平面以下很深的地方。
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這是有關(guān)冥王星復雜而活躍的地質(zhì)的主要暗示之一:即使在今天,這些多樣的地形仍然在變化!
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這些隕石坑的最高分辨率照片向我們揭示了一些令人驚訝的事情:冥王星表面的冰層是分層的,很像地球的沉積巖。這又一次告訴我們,這些活躍的層形結(jié)構(gòu)一直持續(xù)發(fā)生著,使得星球表面不斷變化。那么,哪些事情會再次發(fā)生呢?冥王星上會下雨或是下雪嗎?看著這些被來自柯伊伯帶其它更小型的天體撞擊所形成的隕石坑深處,是一種幫助重建這個世界地地質(zhì)歷史的方法。目前科學并沒有達到這種程度,因為這樣的圖像和數(shù)據(jù)還未分析,但將是我們?nèi)绾闻靼姿囊话谚€匙。
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冥王星上的隕石坑 ? ? ? ? ? ?圖源:NASA/JHU APL/SwR
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圖源:美國航空航天局/約翰霍普金斯大學應(yīng)用物理實驗室/西南研究院
最后,上面那個有點像南達科他州荒地的地形,提供了侵蝕和斷層活動的證據(jù)。這告訴我們,冥王星的地理構(gòu)造十分活躍,同時,我們現(xiàn)在看到的特征也是變化無常的,是注定要被侵蝕掉的。這個最遙遠的世界似乎與我們地球的相似度比任何人預(yù)想的都要高。
對于這個龐大的宇宙故事來說,任何一小點都十分重要,因為通常我們以不同的思路來看待冥王星上的這些事物,但它卻是這個宇宙中最常見世界類型的原型。在海王星之外,冥王星冰凍的表面離太陽如此之遠,以至于它的溫度常在零下77開爾文溫度,這也就意味著所有這些“易揮發(fā)”的分子(二氧化碳、水、甲烷,和分子氮)都安靜地處于固態(tài),不會被踢出它們的家園。我們的太陽系,在柯伊伯帶和奧爾特云之間,可以放下幾百個像冥王星一樣的球狀冰態(tài)的矮星,這意味著在每個恒星之間都有數(shù)百個這樣的世界。
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冥王星與已發(fā)現(xiàn)的五顆衛(wèi)星 ? ? ? ? 圖源:baike.baidu
此外,對于這兒的每一顆恒星,在星際空間中,到處都有成百上千的這樣的冰矮星在宇宙中游蕩。我們到達冥王星的旅行第一次給了我們有一瞥最經(jīng)典天體的機會,也就是那些有足夠動力去拉著自身在宇宙中形成一個球狀的天體。這僅僅是這個宇宙的冰山一角,我們的星際旅行雖然才剛開始,但同時,這也是一次偉大的飛躍。
作者: Ethan Siegel Senior Contributor
FY: 蔡小兔
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