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「新視野」號在凱伯帶,拍下的真實照片,無法想象這是外太陽系

2024-09-03科學

新視野號發射到現在都十多年啦,它給人類帶來的新發現可不光是證實了遙遠的邊際地帶。

探測器發射通常都伴隨著科學理論的驗證,所以新視野號可不是單純用來「觀光」的探測器。那它這一路給人類帶來了啥發現呢?

新視野號最關鍵的發現就是證實了凱伯帶是存在的,之前好長一段時間,太陽系的這個邊際區域都只存在於人們的想象裏。一直到新視野號親自去了,大家才瞧見這廣闊的邊際。在那,它拍了特別真實的照片,比哈勃望遠鏡的影像清楚好幾百倍,真難以想象這就是外太陽系的模樣。

凱伯帶能讓人類研究啥?為啥凱伯帶對新視野號那麽重要?外太陽系周邊到底都有啥東西?新視野號以後會咋樣?本文會從新視野號的發現以及現代天文研究這兩塊來回答這些問題,接下來瞧瞧抵達凱伯帶的新視野號,它拍的照片到底有多真?外太陽系為啥會是這樣?真讓人沒法想。

【驗證理論】

新視野號完成對冥王星的探索後,很快就出發去凱伯帶,經過好幾年的行程,現在總算到了。為了讓整個任務順順當當的,科學家還把探測器上大部份科學儀器給關了,好讓新視野號有充足的電力。

凱伯帶在上世紀就被人類發現了,可人們根本不知道它咋來的,好多觀察都是基於假設來推斷的。天文學家早前覺得這兒可能有類似冥王星的天體,然而後來發現,冥王星在太陽系裏是特別的矮行星。

另外從凱伯帶的模型分布來說,這兒主要被木星和海王星影響,整個區域應該是太陽系早期原行星盤的碎片。但理論畢竟只是理論,就算有科學的模型,也不能表明這種假設到底合不合理。

所以新視野號的拓展任務特別重要,這是在實踐中突破現有理論。要是新視野號能證實對凱伯帶的觀察和研究沒錯,那對構建真實的宇宙模型作用很大。另外,如果凱伯帶真存在,或許能說明太陽系的形成過程,還有星系活動咋留下這些痕跡。

不過新視野號也並非完全沒目標,模型表明,凱伯帶有好幾億的碎片和隕石,也許還有矮行星呢,所以挑個合適的觀測目標相當重要。

如今新視野號在太陽系邊界探測好些年了,那它傳回來的影像究竟啥樣呢?

【新視野號的發現】

2014 年的時候,新視野號總算到了凱伯帶跟前,在這兒,探測器證明了這個地帶是存在的。就這樣,科學家們弄清楚了這個區域的距離和位置,還透過探測器傳回來的影像數據,大概知道了凱伯帶是啥樣。

凱伯帶其實不光有好多隕石和流浪天體,還分布著好多冰封結構的微行星。可科學家們到現在也沒搞明白這種聚集結構到底是咋形成的,會給太陽系帶來啥影響。但能猜出來的是,凱伯帶比想的要大,而且有自己的運動軌跡,不是完全停在太陽系外層不動。

接下來要說創神星,新視野號在這兒知曉了創神星的執行軌域,還有像冰晶、冰火山之類的其他數據。以前科學家總覺得這顆天體是類地行星,這種判斷主要是透過對創神星衛星的活動以及相關軌域推算得出的。

不過後來科學家把它排除掉了,原因是行星測量標準變了以後,創神星的質素達不到規定。新視野號也證明了這事兒,傳回來的數據讓科學家能進一步觀察。

不過這可不是首要目標,科學家給新視野號規劃的首個拓展任務飛行路線是天涯海角。新視野號在 2018 年首次拍到了天涯海角,這也是當下人類能拍到的最遠天體。因為新視野號的數據傳輸距離特別長,所以這些影像到 2020 年才全部收回來。

從影像上能瞧出來,天涯海角的形狀真跟個雪人似的,而且還是個接觸雙天體。它是由兩個小塊的天體構成的,科學家覺得這兩塊巖石碎片可能是兩個物體慢慢碰撞之後形成的,所以才保持成現在這樣。

可讓人沒想到的是,新視野號完成對天涯海角的基本拍攝一個月後,新的附加影像出來了,這影像顯示這個天體不是球形,倒像塊煎餅,或者說是由兩塊葉片狀的隕石構成的。

特別奇特的是,兩個葉片的最長軸差不多跟它們的旋轉軸是對齊的,旋轉軸就在兩個葉片中間。這種情況和排列方式意味著它們在碰撞前是互相鎖住的,沒準是受到潮汐釘選的作用。

新視野號不光觀察規定路線裏的天體,還拍了科伊伯帶裏的其他天體。雖說探測器在科伊伯帶裏,可新視野號透過影像把局部樣子描繪得挺好。這都多虧探測器帶著的光學探測器,新視野號的探測器材比它之前那些先進不少,而且近距離成像比哈勃望遠鏡的觀察強多了。

2017 年,新視野號在離地球大概 60 億公裏遠的地方,拍下了許願井星團的校準影像。這意味著人類航天器能拍到更遠的東西,把當初航海者 1 號創下的「淡藍點」記錄給破了。

新視野號讓人類有了全新的觀察,那它往後會走到哪兒去呢?

【未來之路】

在對天涯海角觀測完以後,新視野號的拓展任務差不多就算結束啦,這時候它已經成為一個完全自由的探測器,只要工作訊號和自身情況不錯,新視野號就會一直給咱們帶來新的訊息。從現有的數據記錄來看,新視野號的動力能支持它運轉到 2030 年。

或許有人會琢磨,這時候的新視野號能像以前的航海者號那樣回頭瞅瞅地球不?有這種念頭的人恐怕得失落啦,新視野號上頭沒裝主動快門的裝置,所以,新視野號要是轉身拍張地球的照片,大概率會被陽光給弄壞。

就凱伯帶來說,從早期旅行者號還有其他探測器現有的飛行記錄來看,為啥它們沒觀測到凱伯帶呢?一來是這些探測器的觀測器材比不上新視野號先進,關鍵是也沒有像天涯海角這種明確能觀察的目標。拿旅行者號來講,它停機保存燃料再執行的時候恰好錯過了凱伯帶,所以很長一段時間,凱伯帶都只是存在於理論當中。

要是運氣不錯,新視野號的燃料能撐到 2038 年,那它就會跟航海者號一塊兒去星際空間探索日球層。以目前的情況來說,新視野號未來極有可能帶來更多的訊息。