扑朔迷离冥王星，目不暇接科学人

邢鸿飞/编译

扑朔迷离冥王星，目不暇接科学人

邢鸿飞/编译

●探寻早期太阳系痕迹，揭开神秘世界的面纱。

它们深居昏暗、遥远的太阳系边缘，离太阳五十亿公里，但冥王星和它最大的卫星卡戎却终于向世人展示，它们有着令人惊叹不已的全新世界。

美国宇航局“新视野”号探测器于今年7月14日飞过冥王星上空12 500公里的表面，其发回的图像向人们展示了冥王星上冰冻的平原、高耸的山脉以及比人们能预计到的还要频繁的地质活动。亚利桑那州图森市，行星科学研究所所长马克·赛克斯（Mark Sykes）说：“让我深感意外的是冥王星与卡戎那活力无尽的世界。谁曾想能看到如此年轻的表面？它们实在景象壮观，令人神往。”

“新视野”号探测器传回的第一组高分辨率的图像中，耸立在冥王星南半球的巨大冰山高度超过3 500米。山峰的高度说明，它们由水冰构成，这是在低于零下223摄氏度的严寒温度下能够支撑冥王星上巨大山脊的唯一材料，该温度仅比绝对零度高50摄氏度。山峰顶部周围的清晰轮廓说明这里有一层新近冻结的氮或其他类型的冰。这些山峰以尼泊尔探险家丹增·诺尔盖（Tenzing Norgay）的名字命名。

冥王星“心型”边缘的山脉很像地球上的落基山脉，却由冰构成

由此，进入人们视线的几乎每一个特征都是由冰的某种形式构成。过去，行星科学家们已经从地基观测站了解到，冥王星表面有氮、甲烷和一氧化碳冰。如今，新的图像正开始逐步揭示那些冰冻的存在之处和它们的表现。

以冥王星发现者克莱德·汤博的名字命名为“汤博区”的一个明亮、心型的区域，展现出其中存在高浓度的一氧化碳冰。卡戎的暗红色极地冰冠，很可能是因为紫外线覆盖了这颗卫星表面，将冰转化成复杂的有机化合物后，形成了红色。

冥王星和卡戎的表面撞击坑并不多。而太阳系中其他天体，比如地球的月球表面上，有着数十亿年来受到陨石撞击后伤痕累累的证据。冥王星看起来有一些撞击坑，但并没有人们预想的那么多。卡戎看上去更“受虐”一些，但其数量仍然出人意料得少。

一些行星科学家们解释了冥王星上撞击坑少的原因，他们认为，从地质学研究角度来讲，冥王星的表面还相当年轻。“新视野”号地质小组负责人、加利福尼亚州NASA艾姆斯研究中心的行星科学家杰弗里·摩尔（Jeffrey Moore）指出，冥王星上山脊附近遍布的冰冻平原约有一亿年历史，这是这颗矮行星数十亿年历史中的一小部分。

冥王星上一块平原，暂时被命为史普尼克平原，表面异常光滑（左）；冥王星的卫星卡戎上，一个坑洼处的顶峰让科学家们很困惑（右）

冥王星和谷神星

然而研究者们必须弄明白在它们的发展历史中，物体撞击冥王星和卡戎的精确频率。与太阳系内部（靠近地球、月球和火星）不同，太阳系外围似乎星体稀少，其间留给物体飞行的空间更大。研究组成员、亚利桑那大学的行星地质学家维罗妮卡·布雷（Veronica Bray）表示：“我们需要明白物体撞击的频率。”

科学家们还被撞击坑区域的暗色与汤博区域的亮色之间的明显分界所困惑。“冥王星是真实的，有着非常复杂的地质结构。”美国宇航局的首席科学家艾伦·斯托芬（Ellen Stofan）说，“它是美丽的，也是奇特的。”

据研究团队成员，位于圣克鲁斯的加利福尼亚大学行星科学家弗朗西斯·尼莫（Francis Nimmo）介绍，研究人员同样对冥王星最大的卫星卡戎表现出极大的兴趣，它有一个黑色的、被称为魔都的极冠，同时人们也发现上面有一些峡谷，深达9千米。这些峡谷可能形成了一个古老的、埋在地下的冰冻海洋，并将卡戎的表面向外推。他说：“卡戎上有这些深深峡谷的事实，和存在一个古老冰冻的海洋结论是相一致的。”

即使在今天，冥王星本身也许就是一个埋藏的海洋，由矮行星内核捕获活动的射线元素的热量以保持其液体状态。其他位于太阳系外围的冰体，比如土星的卫星土卫二，其活跃的间歇泉，受到附近的一个充满天然气的巨型行星的潮汐拉力而升温。“新视野”号探测器测得冥王星的直径为2 370千米，但可惜它没有这样的邻居，因此其温度只能来源于自身内部的热量。

“新视野”号探测器在飞越冥王星的24小时时间窗内，收集了几乎所有观测到的最宝贵的数据资料。这些数据将在未来16个月内传回地球。早期的发现包括：冥王星除了它的五个已知卫星外，没有任何其他卫星，至少没有直径超过1.5千米的卫星。同时，探测器上的仪器检测到，从冥王星的大气中逃逸的氮离子，其逃离这个矮行星的距离比我们预料的要远得多。研究小组成员、科罗拉多大学波德分校的太空物理学家弗兰·巴格纳尔（Fran Bagenal）认为，这表明冥王星的大气层比科学家们预想的要薄弱得多。随着冥王星的大气层逐渐散去，其中一些将掠过卡戎，被捕获并浓缩入我们所看到的深色的极冠。

耗资7.2亿美元的探测器已经航行到百万公里之外的冥王星的另一侧，正向外太空前行。研究团队下一阶段主要任务之一就是到8月底要确定，如果NASA投资延长一项任务，那么未来要飞越的是哪两个目标。到11月，工程师们将启动探测器的发动机，调整其运行方向到已选定的目标。

其中一个目标比较容易到达，但可能没有特别的意义；另一个则需要更多的燃料，但极富吸引力，因为它更亮，可能也会更大。

迄今为止，冥王星和卡戎让科学家们忙得不亦乐乎。“我知道这会很酷，”研究团队成员、博尔德美国西南研究院的行星科学家凯尔茜·辛格（Kelsi Singer）说，“但不知道它会这么酷。”

[资料来源：Nature][责任编辑：彦隐]