人类最遥远探测器“新视野号”传回惊人图像

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　随着“新视野号”（New Horizons）探测器接近太阳系中最遥远的小行星“Ultima Thule”（也被译为“天涯海角”，其正式命名为2014 MU69）并在近期传回一组最新数据，这个人类探访的最遥远行星正变得得愈发神秘。

　　“这些新图像或许会成为新的科学难题”，有科学家如此表示。

　　作为NASA历史上最雄心壮志的计划之一，北京时间 2019 年 1 月 1 日 13 点 33 分，NASA 通过官方直播宣布“新视野号”探测器飞掠过了距地球约 66 亿公里、位于太阳系边缘柯伊伯带（Kuiper belt）的“Ultima Thule”，这也是人类探测器触及的最远、最古老的天体。

　　NASA 的“新视野号”于 2006 年被发射升空，其曾于 2015 年快速掠过冥王星表面时为科学家收集了有关该行星大气和表面的宝贵数据。随着 2019 年的到来，“新视野号”终于来到了“天涯海角”。

　　2019年1月，“新视野号”宇宙飞船向科学家传回第一批数据。当时，人类惊喜地发现了太阳系外一个类似雪人形状的奇怪天体，也是 NASA 首次接触宇宙中这种由两个组成部分构成的“二元物体”。第一眼看上去，它似乎是由两个相互接触的球体组成的，呈现“雪人”形状。

　　然而，现在，科学家们从遥远的“新视野号”宇宙飞船上下载了更多的数据，他们对 Ultima Thule 的看法发生了变化：与其说是雪人形状，倒更像一块大饼+一个核桃！

图丨顶部为Ultima Thule的“旧”视图。 底部视图是 Ultima Thule 最新形状模型。（来源：NASA/ JHUAPL/ SWRI）

　　新视野号在 MU69 的 2200 英里范围内飞行，以 32200 英里/小时的速度行驶。这让科学家有机会收集有关这个星体的照片和信息，他们希望借助这些照片和信息，解决有关太阳系 45 亿年历史的一些长期未解之谜。

　　在对这些新图像进行分析后，科学家们表示，原本较大的“球体”（名为Ultima）更像是一个大型薄饼，而较小的看起来有点像凹陷了的核桃（名为Thule）：两个饼状部分彼此相连，像巨大的沙漏一样翻转。

图丨“新视野号”航天器于2019年1月1日拍摄了这张柯伊伯带天体 Ultima Thule 的照片，当时飞船距离它 8862 公里。左边的图像由 10 张图片合成（来源：NASA/ JHUAPL / SWRI）

图丨此前发布的Ultima Thule 形状（来源：NASA）

　　Ultima Thule 的官方编码为 MU69，但由于其位置上的遥远以及形成时间之早而被科学家们戏称为“Ultima Thule（含义是“已知范围外的事物”）”，一些天文学家们曾根据该天体去年的早期照片判断其外貌或与保龄球类似，但随着今年1月初清晰照片的公布，视野号探测器项目首席科学家Alan Stern 向全世界宣布道：“保龄球的假设失效了，Ultima Thule 是雪人状的！”

　　当时，天文学家们估计构成 Ultima Thule 的较小球体（Thule）的直径约为 14 公里，较大球体（Ultima）的直径约为 19 公里，认为两个球体在约数十亿年前由冰冷的宇宙尘埃和碎片聚集形成，然后因为相距过近而轻轻地碰在了一起。NASA 艾姆斯研究中心（Ames Research Center）的科学家 Jeff Moore 认为两个球体接触前的相对速度可能只有每小时 1 英里（约 1.61 公里）左右，他说：“尽管连接点很细，但两个球体确实完美的结合在了一起。”

图 | “新视野号”飞掠 Ultima Thule（来源：NASA）

　　但现在，1月的发现和观点又将被刷新。“新视野号”以 5 万公里/小时的速度离开柯伊伯带时又拍摄的一系列图像，向科学家们展示了这个星体更加平坦的外观，而不是此前的圆球状。

基于“新视野号”捕获的图像，NASA的科学家创建了 Ultima Thule 的 3D 动画。图像是在探测器通过最近点到岩石后近10分钟拍摄的。

　　虽然这些远远不是新视野号送回的Ultima Thule的最终照片，但它们确实代表了探测器在略过Ultima Thule的关键一瞥，而且这些新照片与之前显示的天体形状截然不同。

　　“根据飞船返回的数量有限的图像，我们得到了Ultima Thule的大体外观，但新的更多的数据已经大大改变了我们的观点，”该探测任务首席研究员，美国西南研究所（SwRI， Southwest Research Institute）的行星学家Alan Stern在新闻发布会上表示， “现在Ultima Thule的真实形状更平坦，就像薄饼一样。但更重要的是，这些新图像制造了这种天体是如何形成的科学难题。在太阳系我们从来没有见过这样的天体。”

　　可以肯定地说，Ultima Thule新的形状大大增加了科学家研究这个天体的兴趣，人类从来没有在遥远的柯伊伯带中如此近距离地观察过这样的天体。

　　也有科学家指出，这种形状不是前所未有的。正如行星科学家Alex Parker 在Twitter上所说，“较大的球体看起来形状类似于一些土星的‘薄饼’卫星，例如Atlas。”但是，学界认为土星的卫星是在其大气附近形成的，而不是在太空中形成的。

　　要解答其中的问题，我们仍然需要新视野号将更多的数据要传回地球。由于它距离地球66亿公里，所以数据连接相当慢。

　　科学家们目前认为， Ultima Thule 表面的主要成分可能是水、甲烷和氮气等化合物，其自传一圈所需的时间约为 15 个小时，而较此更快或更慢的自转速度都很可能会使构成该天体大小两球分离。在颜色上，城市大小 Ultima Thule 的大小两个组成部分都有着斑驳的外观以及一种偏暗的转红色调，但两个球体的连接部分的红色则相对要淡一些，科学家认为 Ultima Thule 的暗红色调可能是由辐射轰击冰面造成，而连接部分的较淡颜色则可能是由松散颗粒掉入连接处的壕沟造成。

图 |“ 新视野号”探测器（来源：NASA）

　　对Ultima Thule的研究也将相当重要。根据天文学家的估计，Ultima Thule 自形成后就一直藏在太阳系边缘深处，几乎还保持着几十亿年前其刚形成时的状态，可以算得上是人类可触及的太阳系内的最老物质。

　　Alan Stern 说：“据我所知，我们还从未有过机会去接近太阳系内如此古老的天体。”

　　Alan Stern 也认为， Ultima Thule 既不是彗星也不是小行星，而是太阳系内形成行星用的“原始材料”，由于轨道位置的关系，应该还保留着其形成之时的原始状态。这样的“原始天体”，它与45亿年前太阳系早期形成的的那些较大天体应该有渊源。更多的关于 Ultima Thule 的数据将有助于解决其中一些重要问题。

　　Alan Stern 表示，目前团队所收到的数据还不到新视野号探测器收集总量的 1%，而分析完所有的数据则大概需要两年时间。他说：“只有当所有数据的分析都结束时，与 Ultima Thule 有关谜题才有可能会被解开。”

　　“新视野号”已经捕获了数百张这个星体的照片，但是需要长达 20 个月的时间来传回所有数据。科学家们对它乃至太阳系的了解也会随着“新视野号”的提供的新信息而改变，一切才刚刚开始。