當冥王星從模糊的點變成一個成熟的世界

新視野號團隊的一名成員回憶了行星科學中的一個變革時刻

新視野號探測器在最接近點過後僅 15 分鐘拍攝的冥王星迴望照片。

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兩年後的七月,美國國家航空航天局的“新視野號”探測器前往冥王星的漫長旅程即將結束。早在幾年前,我們就用“新視野號”的長距離相機將冥王星捕捉為探測器前方一個微弱的光點,但直到2015年4月,冥王星才開始慢慢地、慢慢地顯露出它令人難以置信的新世界。最好的影像將會在2015年7月14日,也就是最接近的那一天出現,但在三個月前,我們就啟動了我們的相機,記錄我們穩步接近的過程。因此,我們看著“新視野號”從太陽系邊緣傳回越來越詳細的冥王星影像,一週又一週,然後一天又一天。

然而,遙遠的圖片比任何東西都更令人費解。光點變成了一個模糊的斑點,然後變成了一個帶有明暗標記的小圓盤,然後變成了一個帶有更精細明暗標記的更大的圓盤。我們不禁推測我們所看到的是什麼,但團隊中的地質學家和地球物理學家並沒有說太多,只是說“它還不是地質學”。想象一下,一本攤開的書放在房間另一邊的桌子上。從你站的地方,你看到的是一片灰色的印刷文字。也許如果你眯起眼睛,你可以看到文字被組織成行和單詞,但僅此而已。要閱讀它,要從中學習,你必須走過去把它撿起來。

行星也是如此。我們透過派遣航天器跨越遙遠的距離,執行多年的任務,以便足夠近地直接閱讀它們的故事,從而探索我們太陽系中的世界。我們已經派遣探測器穿越了火星乾燥的湖床。我們已經看到巨大的雷暴在木星的天空中投下閃電。我們已經探測了泰坦的甲烷海,並深入了土星的光環。我們的旅程使這些地方變得真實。我們總是會得到令人震驚的驚喜——帶有來之不易的新知識的奇怪新世界。


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新視野號從約7100萬英里的距離看到的冥王星及其最大的衛星卡戎。 來源:美國國家航空航天局、約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室、西南研究院

在距離冥王星三天的時候,迷霧突然散去,一種突然意識到你在手中翻來覆去的那張模糊照片中真正是什麼的震驚。圓盤現在成了一個球體。一週前那些汙跡現在明顯是隕石坑,或者可能是盆地。那些奇怪的條紋變成了山脈。這邊,看!那是峽谷、溝渠、地塹,也許嗎?那些受過訓練閱讀地質景觀的團隊成員,現在正爆發出洞察力、想法、假設和猜測。當你在被派去探索未知行星的著陸隊時,你究竟會做什麼?

與他們一起的還有那些受過化學訓練來測量冥王星成分的人,那些受過大氣物理學訓練來驚歎冥王星朦朧大氣層所起作用的人,那些讀取冥王星表面以尋找冥王星深層內部痕跡的地球物理學家,那些繪製地圖並將冥王星生動的崎嶇地形從數百張平面圖像中繪製出來的製圖師,那些受過訓練來搜尋冥王星表面以尋找其他柯伊伯帶天體撞擊所講述的故事的人,以及一百名科學家組成團隊,他們運用其獨特的天賦、技能和藝術性,來解讀冥王星的故事。

冥王星在1930年被發現為一個光點,但在2015年再次被發現為一個新的行星。一個行星?這就是“新視野號”團隊看待它的方式。看看“新視野號”從太陽系遙遠之處帶回的寶藏,看看你是怎麼想的。冥王星是一個擁有五個衛星的世界。最大的衛星卡戎本身就是一個行星。冥王星用令人驚訝的厚重大氣層籠罩著自己;它充滿了由遙遠太陽的紫外線輻射烹製而成的有機混合物,它將冥王星的夜晚浸泡在漫長而冰冷的藍色暮色中。

從約28萬英里外的新視野號看到的冥王星。來源:美國國家航空航天局、約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室、西南研究院

冥王星的表面覆蓋著高聳的水冰山脈,高度達數公里,山峰上覆蓋著甲烷雪,並與陡峭的山谷交織在一起。從冥王星的北極開始,飛向南極,飛越被侵蝕的隕石坑和裂谷系統。突然,山脈讓位於一片巨大的凍結氮海,其表面緩慢地對流,形成一個巨大的絎縫圖案。氮冰川從東岸的山地高地流入其中。你飛越這片海洋數百公里,絎縫逐漸變成一個佈滿坑窪的表面,看起來就像巨大的細菌菌落,或者在其他人看來,就像巨大的指紋。最後,海洋結束,地形再次上升,進入一片看起來像是巨大低溫火山的土地。然後進入黃昏和黑暗,南極仍然是另一個任務的未知之地。

我們得到的影像和資料中充滿了謎團。我們將需要數年時間才能將所有的謎題碎片拼湊在一起。一項精細的分析認為,在冥王星地殼深處是一個橫跨全球的海洋。在北極附近不遠處有一個不起眼的隕石坑,它的邊緣有一個缺口,從中流出一條寬闊而蜿蜒的通道。什麼液體在冥王星上流動,以及如何流動和何時流動?

冥王星是一個行星嗎?我們使用這個詞簡單而直接地概括了一個充滿新奇、驚喜和關於太陽系中其他行星如何形成和演化的教訓的複雜世界。我們透過從書架上取下冥王星的書,開啟它讓每個人都看到,並大聲朗讀它的故事,讓每個人都能分享其中的奇蹟並從中學習,從而肯定地回答了這個問題。你如何解決關於未知世界的辯論?你去探索它。

Tod R. Lauer is a research astronomer on the staff of the National Optical Astronomy Observatory in Tucson, Ariz., and is a member of the New Horizons Science Team. Lauer's research has largely been concerned with cosmology, black holes and galaxies, but he works with the New Horizons team to support the processing and analysis of images obtained with the spacecraft.

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