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「新视野」号在柯伊伯带,拍下的真实照片,无法想象这是外太阳系

2024-09-03科学

新视野号发射到现在都十多年啦,它给人类带来的新发现可不光是证实了遥远的边际地带。

探测器发射通常都伴随着科学理论的验证,所以新视野号可不是单纯用来「观光」的探测器。那它这一路给人类带来了啥发现呢?

新视野号最关键的发现就是证实了柯伊伯带是存在的,之前好长一段时间,太阳系的这个边际区域都只存在于人们的想象里。一直到新视野号亲自去了,大家才瞧见这广阔的边际。在那,它拍了特别真实的照片,比哈勃望远镜的图像清楚好几百倍,真难以想象这就是外太阳系的模样。

柯伊伯带能让人类研究啥?为啥柯伊伯带对新视野号那么重要?外太阳系周边到底都有啥东西?新视野号以后会咋样?本文会从新视野号的发现以及现代天文研究这两块来回答这些问题,接下来瞧瞧抵达柯伊伯带的新视野号,它拍的照片到底有多真?外太阳系为啥会是这样?真让人没法想。

【验证理论】

新视野号完成对冥王星的探索后,很快就出发去柯伊伯带,经过好几年的行程,现在总算到了。为了让整个任务顺顺当当的,科学家还把探测器上大部分科学仪器给关了,好让新视野号有充足的电力。

柯伊伯带在上世纪就被人类发现了,可人们根本不知道它咋来的,好多观察都是基于假设来推断的。天文学家早前觉得这儿可能有类似冥王星的天体,然而后来发现,冥王星在太阳系里是特别的矮行星。

另外从柯伊伯带的模型分布来说,这儿主要被木星和海王星影响,整个区域应该是太阳系早期原行星盘的碎片。但理论毕竟只是理论,就算有科学的模型,也不能表明这种假设到底合不合理。

所以新视野号的拓展任务特别重要,这是在实践中突破现有理论。要是新视野号能证实对柯伊伯带的观察和研究没错,那对构建真实的宇宙模型作用很大。另外,如果柯伊伯带真存在,或许能说明太阳系的形成过程,还有星系活动咋留下这些痕迹。

不过新视野号也并非完全没目标,模型表明,柯伊伯带有好几亿的碎片和陨石,也许还有矮行星呢,所以挑个合适的观测目标相当重要。

如今新视野号在太阳系边界探测好些年了,那它传回来的图像究竟啥样呢?

【新视野号的发现】

2014 年的时候,新视野号总算到了柯伊伯带跟前,在这儿,探测器证明了这个地带是存在的。就这样,科学家们弄清楚了这个区域的距离和位置,还通过探测器传回来的图像数据,大概知道了柯伊伯带是啥样。

柯伊伯带其实不光有好多陨石和流浪天体,还分布着好多冰封结构的微行星。可科学家们到现在也没搞明白这种聚集结构到底是咋形成的,会给太阳系带来啥影响。但能猜出来的是,柯伊伯带比想的要大,而且有自己的运动轨迹,不是完全停在太阳系外层不动。

接下来要说创神星,新视野号在这儿知晓了创神星的运行轨道,还有像冰晶、冰火山之类的其他数据。以前科学家总觉得这颗天体是类地行星,这种判断主要是通过对创神星卫星的活动以及相关轨道推算得出的。

不过后来科学家把它排除掉了,原因是行星测量标准变了以后,创神星的质量达不到规定。新视野号也证明了这事儿,传回来的数据让科学家能进一步观察。

不过这可不是首要目标,科学家给新视野号规划的首个拓展任务飞行线路是天涯海角。新视野号在 2018 年首次拍到了天涯海角,这也是当下人类能拍到的最远天体。因为新视野号的数据传输距离特别长,所以这些图像到 2020 年才全部收回来。

从图像上能瞧出来,天涯海角的形状真跟个雪人似的,而且还是个接触双天体。它是由两个小块的天体构成的,科学家觉得这两块岩石碎片可能是两个物体慢慢碰撞之后形成的,所以才保持成现在这样。

可让人没想到的是,新视野号完成对天涯海角的基本拍摄一个月后,新的附加图像出来了,这图像显示这个天体不是球形,倒像块煎饼,或者说是由两块叶片状的陨石构成的。

特别奇特的是,两个叶片的最长轴差不多跟它们的旋转轴是对齐的,旋转轴就在两个叶片中间。这种情况和排列方式意味着它们在碰撞前是互相锁住的,没准是受到潮汐锁定的作用。

新视野号不光观察规定路线里的天体,还拍了科伊伯带里的其他天体。虽说探测器在科伊伯带里,可新视野号通过图像把局部样子描绘得挺好。这都多亏探测器带着的光学探测器,新视野号的探测设备比它之前那些先进不少,而且近距离成像比哈勃望远镜的观察强多了。

2017 年,新视野号在离地球大概 60 亿公里远的地方,拍下了许愿井星团的校准图像。这意味着人类航天器能拍到更远的东西,把当初航海者 1 号创下的「淡蓝点」记录给破了。

新视野号让人类有了全新的观察,那它往后会走到哪儿去呢?

【未来之路】

在对天涯海角观测完以后,新视野号的拓展任务差不多就算结束啦,这时候它已经成为一个完全自由的探测器,只要工作信号和自身情况不错,新视野号就会一直给咱们带来新的消息。从现有的数据记录来看,新视野号的动力能支持它运转到 2030 年。

或许有人会琢磨,这时候的新视野号能像以前的航海者号那样回头瞅瞅地球不?有这种念头的人恐怕得失落啦,新视野号上头没装主动快门的装置,所以,新视野号要是转身拍张地球的照片,大概率会被阳光给弄坏。

就柯伊伯带来说,从早期旅行者号还有其他探测器现有的飞行记录来看,为啥它们没观测到柯伊伯带呢?一来是这些探测器的观测设备比不上新视野号先进,关键是也没有像天涯海角这种明确能观察的目标。拿旅行者号来讲,它停机保存燃料再运行的时候恰好错过了柯伊伯带,所以很长一段时间,柯伊伯带都只是存在于理论当中。

要是运气不错,新视野号的燃料能撑到 2038 年,那它就会跟航海者号一块儿去星际空间探索日球层。以目前的情况来说,新视野号未来极有可能带来更多的消息。