人類最遙遠探測器傳回驚人圖像,科學家:我們從未見過如此般的星體

隨著「新視野號」(New Horizons)探測器接近太陽系中最遙遠的小行星「UltimaThule」(也被譯為「天涯海角」,其正式命名為2014MU69)並在近期傳回一組最新數據,這個人類探訪的最遙遠行星正變得得愈發神秘。

「這些新圖像或許會成為新的科學難題」,有科學家如此表示。

作為NASA歷史上最雄心壯志的計劃之一,北京時間 2019 年 1 月 1 日 13 點 33 分,NASA通過官方直播宣布「新視野號」探測器飛掠過了距地球約 66 億公里、位於太陽系邊緣柯伊伯帶(Kuiper belt)的「UltimaThule」,這也是人類探測器觸及的最遠、最古老的天體。

NASA 的「新視野號」於 2006 年被發射升空,其曾於 2015年快速掠過冥王星表面時為科學家收集了有關該行星大氣和表面的寶貴數據。隨著 2019年的到來,「新視野號」終於來到了「天涯海角」。

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2019年1月,「新視野號」宇宙飛船向科學家傳回第一批數據。當時,人類驚喜地發現了太陽系外一個類似雪人形狀的奇怪天體,也是NASA首次接觸宇宙中這種由兩個組成部分構成的「二元物體」。第一眼看上去,它似乎是由兩個相互接觸的球體組成的,呈現「雪人」形狀。然而,現在,科學家們從遙遠的「新視野號」宇宙飛船上下載了更多的數據,他們對Ultima Thule 的看法發生了變化:與其說是雪人形狀,倒更像一塊大餅+一個核桃!

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頂部為Ultima Thule的「舊」視圖。 底部視圖是 Ultima Thule 最新形狀模型。

新視野號在 MU69 的 2200 英里範圍內飛行,以 32200英里/小時的速度行駛。這讓科學家有機會收集有關這個星體的照片和信息,他們希望藉助這些照片和信息,解決有關太陽系 45億年歷史的一些長期未解之謎。

在對這些新圖像進行分析后,科學家們表示,原本較大的「球體」(名為Ultima)更像是一個大型薄餅,而較小的看起來有點像凹陷了的核桃(名為Thule):兩個餅狀部分彼此相連,像巨大的沙漏一樣翻轉。

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「新視野號」航天器於2019年1月1日拍攝了這張柯伊伯帶天體 Ultima Thule 的照片,當時飛船距離它 8862公里。左邊的圖像由 10 張圖片合成

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此前發布的Ultima Thule 形狀

Ultima Thule 的官方編碼為 MU69,但由於其位置上的遙遠以及形成時間之早而被科學家們戲稱為「UltimaThule(含義是「已知範圍外的事物」)」,一些天文學家們曾根據該天體去年的早期照片判斷其外貌或與保齡球類似,但隨著今年1月初清晰照片的公布,視野號探測器項目首席科學家AlanStern 向全世界宣佈道:「保齡球的假設失效了,Ultima Thule 是雪人狀的!」當時,天文學家們估計構成 UltimaThule 的較小球體(Thule)的直徑約為 14 公里,較大球體(Ultima)的直徑約為 19公里,認為兩個球體在約數十億年前由冰冷的宇宙塵埃和碎片聚集形成,然後因為相距過近而輕輕地碰在了一起。NASA 艾姆斯研究中心(AmesResearch Center)的科學家 Jeff Moore 認為兩個球體接觸前的相對速度可能只有每小時 1 英里(約 1.61公里)左右,他說:「儘管連接點很細,但兩個球體確實完美的結合在了一起。」

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「新視野號」飛掠 Ultima Thule

但現在,1月的發現和觀點又將被刷新。「新視野號」以 5萬公里/小時的速度離開柯伊伯帶時又拍攝的一系列圖像,向科學家們展示了這個星體更加平坦的外觀,而不是此前的圓球狀。

基於「新視野號」捕獲的圖像,NASA的科學家創建了 Ultima Thule 的 3D動畫。圖像是在探測器通過最近點到岩石后近10分鐘拍攝的。

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雖然這些遠遠不是新視野號送回的Ultima Thule的最終照片,但它們確實代表了探測器在略過UltimaThule的關鍵一瞥,而且這些新照片與之前顯示的天體形狀截然不同。

「根據飛船返回的數量有限的圖像,我們得到了UltimaThule的大體外觀,但新的更多的數據已經大大改變了我們的觀點,」該探測任務首席研究員,美國西南研究所(SwRI, SouthwestResearch Institute)的行星學家Alan Stern在新聞發布會上表示, 「現在UltimaThule的真實形狀更平坦,就像薄餅一樣。但更重要的是,這些新圖像製造了這種天體是如何形成的科學難題。在太陽系我們從來沒有見過這樣的天體。」

可以肯定地說,UltimaThule新的形狀大大增加了科學家研究這個天體的興趣,人類從來沒有在遙遠的柯伊伯帶中如此近距離地觀察過這樣的天體。

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也有科學家指出,這種形狀不是前所未有的。正如行星科學家Alex Parker在Twitter上所說,「較大的球體看起來形狀類似於一些土星的『薄餅』衛星,例如Atlas。」但是,學界認為。正如行星科學家AlexParker 在Twitter上所說,「較大的球體看起來形狀類似於一些土星的『薄餅』衛星,例如Atlas。」但是,學界認為。

要解答其中的問題,我們仍然需要新視野號將更多的數據要傳回地球。由於它距離地球66億公里,所以數據連接相當慢。

科學家們目前認為, Ultima Thule 表面的主要成分可能是水、甲烷和氮氣等化合物,其自傳一圈所需的時間約為 15個小時,而較此更快或更慢的自轉速度都很可能會使構成該天體大小兩球分離。在顏色上,城市大小 Ultima Thule的大小兩個組成部分都有著斑駁的外觀以及一種偏暗的轉紅色調,但兩個球體的連接部分的紅色則相對要淡一些,科學家認為 UltimaThule 的暗紅色調可能是由輻射轟擊冰面造成,而連接部分的較淡顏色則可能是由鬆散顆粒掉入連接處的壕溝造成。

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「 新視野號」探測器

對Ultima Thule的研究也將相當重要。根據天文學家的估計,Ultima Thule自形成后就一直藏在太陽系邊緣深處,幾乎還保持著幾十億年前其剛形成時的狀態,可以算得上是。根據天文學家的估計,Ultima Thule自形成后就一直藏在太陽系邊緣深處,幾乎還保持著幾十億年前其剛形成時的狀態,可以算得上是。Alan Stern說:「據我所知,我們還從未有過機會去接近太陽系內如此古老的天體。」Alan Stern 也認為, Ultima Thule既不是彗星也不是小行星,而是太陽系內形成行星用的「原始材料」,由於軌道位置的關係,應該還保留著其形成之時的原始狀態。這樣的「原始天體」,它與45億年前太陽系早期形成的的那些較大天體應該有淵源。更多的關於Ultima Thule 的數據將有助於解決其中一些重要問題。

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Alan Stern 表示,目前團隊所收到的數據還不到新視野號探測器收集總量的1%,而分析完所有的數據則大概需要兩年時間。他說:「只有當所有數據的分析都結束時,與 Ultima Thule有關謎題才有可能會被解開。」

「新視野號」已經捕獲了數百張這個星體的照片,但是需要長達20個月的時間來傳回所有數據。科學家們對它乃至太陽系的了解也會隨著「新視野號」的提供的新信息而改變,一切才剛剛開始。