冥王星最高分辨率的照片:向我们讲述了一个怎样的冰冻世界?

当你想去拍摄一个遥远的世界时,你有两条可行的途径,但每一条都有各自的缺陷:

从你目前的所在地去拍摄它,需要建设一个尽可能大的望远镜和尽可能精细的摄像机。

旅行至那个遥远的世界去近距离地拍摄它,然后穿越行星际般的空间把数据送回。

我们往往以第一种方式开始,因为,甚至也许有些吃惊地发现,这将是最便宜最简单的方法。

当我们对冥王星那么做了之后,越过海王星的轨道,这个世界被第一次发现,我们得以看清一些粗略的细节。

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冥王星 图源:zhidao.baidu

但除此之外,即使我们掌握了最先进的科技,我们仍需要让一些更好的事情发生。

所以,我们将装载的“新视野”号探测器发射到30亿英里(50亿千米)之外的冥王星,并等待九年让它到达目的地。在那儿,我们可以更加细致地测量任何东西,这远比在地球上能够测量的多得多。例如,对于自身特性的分辨率可以达到每像素百英尺(对比于每像素百英里),确切的形状和大小,大气的成分和冰带等。

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“新视野”号探测器将于7月14日从冥王星上方约1万公里处飞过 图源:uux

同时,我们也知道了冥王星丰富的大气层们是如何随着高度变化而变化,各式各样的冰是如何存在于这个星球的表面。如,CO2冰(干冰)、H2O冰(水冰)、CH4冰(甲烷冰),和N2冰(固态氮)等。这也就是说,冥王星是个冰球!

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冥王星的氮冰大气层 图源:NASA/JHU APL/SwR

图源:美国航空航天局/约翰霍普金斯大学应用物理实验室/西南研究院

但如此远的距离就意味着数据运回需要很长一段时间,尽管装载着“新视野”号强劲的传播器,也只有最大的无线天线(接收器)才能捕捉到信号。即便如此,它也需要16个月的时间来接收所有的数据和“新视野”号所拍摄的最高分辨率的照片。

飞跃冥王星被定于7月,但目前为止,我们才差不多到了那段时间的三分之一。今天早些时候,美国航空航天局发布了最新拍摄到的最高分辨率的照片。目前为止,已经发布的三张照片里每一张都讲述着有关这个冰冻星球独一无二的故事。

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冥王星的斯普特尼克平原(Sputnik Planitia) 图源:NASA/JHU APL/SwR

上面展示的非官方认证的斯普特尼克平原显示着这个星球大部分由氮冰构成,其熔点和沸点比水冰低得多,但密度更大。这些山脉“漂浮”于氮冰之上,并且它们本身由水冰组成。

当它们上升到离平原表面1.5千米(近1英里)的高度时,它们同样也下潜到了水平面以下很深的地方。

这是有关冥王星复杂而活跃的地质的主要暗示之一:即使在今天,这些多样的地形仍然在变化!

这些陨石坑的最高分辨率照片向我们揭示了一些令人惊讶的事情:冥王星表面的冰层是分层的,很像地球的沉积岩。这又一次告诉我们,这些活跃的层形结构一直持续发生着,使得星球表面不断变化。那么,哪些事情会再次发生呢?冥王星上会下雨或是下雪吗?看着这些被来自柯伊伯带其它更小型的天体撞击所形成的陨石坑深处,是一种帮助重建这个世界地地质历史的方法。目前科学并没有达到这种程度,因为这样的图像和数据还未分析,但将是我们如何弄明白它的一把钥匙。

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冥王星上的陨石坑 图源:NASA/JHU APL/SwR

图源:美国航空航天局/约翰霍普金斯大学应用物理实验室/西南研究院

最后,上面那个有点像南达科他州荒地的地形,提供了侵蚀和断层活动的证据。这告诉我们,冥王星的地理构造十分活跃,同时,我们现在看到的特征也是变化无常的,是注定要被侵蚀掉的。这个最遥远的世界似乎与我们地球的相似度比任何人预想的都要高。

对于这个庞大的宇宙故事来说,任何一小点都十分重要,因为通常我们以不同的思路来看待冥王星上的这些事物,但它却是这个宇宙中最常见世界类型的原型。在海王星之外,冥王星冰冻的表面离太阳如此之远,以至于它的温度常在零下77开尔文温度,这也就意味着所有这些“易挥发”的分子(二氧化碳、水、甲烷,和分子氮)都安静地处于固态,不会被踢出它们的家园。我们的太阳系,在柯伊伯带和奥尔特云之间,可以放下几百个像冥王星一样的球状冰态的矮星,这意味着在每个恒星之间都有数百个这样的世界。

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冥王星与已发现的五颗卫星 图源:baike.baidu

此外,对于这儿的每一颗恒星,在星际空间中,到处都有成百上千的这样的冰矮星在宇宙中游荡。我们到达冥王星的旅行第一次给了我们有一瞥最经典天体的机会,也就是那些有足够动力去拉着自身在宇宙中形成一个球状的天体。这仅仅是这个宇宙的冰山一角,我们的星际旅行虽然才刚开始,但同时,这也是一次伟大的飞跃。

作者: Ethan Siegel Senior Contributor

FY: 蔡小兔

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