新視野號探測器令人驚歎的 6 個理由

與我一同探索外太陽系冰冷而又奇妙的地理,瞭解為何花費略低於一座體育場的資金來支援新視野號任務是非常值得的

https://www.nasa.gov/feature/nasa-missions-have-their-eyes-peeled-on-pluto圖片來源:約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室/西南研究院

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首先讓我承認一件事:在新視野號任務之前,我從沒覺得冥王星會是一個地質上有趣的地方。我的意思是,它只是一個微小的土塊和冰球,在太陽系的邊緣軌道上執行。肯定有許多世界比它更令行星地質學興奮,對吧?

然後我們看到了這張照片

Image shows Pluto, with its pink heart-shaped region prominently displayed. The left side shows regions that are a brick-red color. The top shows mountainous features and is in shades of bluish-white and tan.
新視野號拍攝的冥王星彩色增強影像。圖片來源:NASA/JHUAPL/SwRI


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我意識到我完全錯了。那是一個非常地質上有趣的世界!

從那時起,我一直在為你們收集關於冥王星和新視野號任務的連結。今天,我將分享六個連結,展示新視野號為何如此出色。

1. 它為我們提供了這個迷人世界的高解析度影像——並由此帶來了一些驚喜!

例如,冥王星上最有趣的特徵之一(可選擇的特徵太多了!)是構成冥王星心臟西半部分的氮平原,稱為斯普特尼克平原(整個心臟狀特徵被稱為湯博區,以紀念發現冥王星的天文學家克萊德·湯博)。斯普特尼克平原的大部分割槽域是分段的,這在地球上的冰凍湖泊中也能看到,當溫暖的水上升,較冷的水下沉(稱為對流)時,冰凍的表面會形成相鄰的幾何板塊。

在冥王星上,這些板塊有幾公里厚,但在它們下面可能存在更流動的物質,其稠度與牙膏相似。它發生對流,速度可能為每年幾釐米。但這引發了一個問題:為什麼冥王星的內部是溫暖的?它太小了,本應在數十億年前就完全凍結了!這是新視野號觀測結果產生的最大問題之一。也許冥王星在過去十億年中遭受過巨大的撞擊,形成了衛星,並使其內部變暖。也許是完全不同的原因。但氮平原指向某種巨大的能量輸入,使冥王星的內部變暖。

2. 它揭示了冥王星的心臟——現在我們知道這顆心臟在“跳動”!

心臟的表面溫度僅為 –235 攝氏度,足以凍結氮氣。 根據華盛頓大學的研究,那裡有一個充滿氮冰的儲藏庫,在某些地方可能深達數公里。固態氮氣被冥王星的內部熱量加熱,然後以團塊的形式上升——這被描述為一種“熔岩燈”效應。因此,透過這種對流過程,氮氣向上冒泡到表面並再次凍結。換句話說,心臟將氮氣泵送到表面,在那裡再次硬化成我們看到的心形圖案。

3. 冥王星的衛星卡戎擁有自己的大峽谷——並且可能擁有太陽系中最高的懸崖!

在影像中很難分辨,因為解析度使得難以知道牆壁有多陡峭,以及表面是否有壁架。

但是,如果某些牆壁足夠陡峭和垂直,它們可能使卡戎有資格擁有太陽系中最高的懸崖!目前該記錄由天王星的衛星天衛五(米蘭達)保持。那個冰冷的小世界上的維羅納斷崖至少有十公里高(關於卡戎的NASA文章說五公里,但許多資料來源將其列為10公里,甚至有些列為20公里)。因此,很難說卡戎是否能超越天衛五。

4. 冥王星可能存在海洋!

如果冥王星曾經有過液態海洋,後來完全凍結,那麼來自厚重外冰殼的壓力會將地下海洋擠壓成一種更緻密的相,稱為冰II,它的體積比液態水小。

哈蒙德說:“如果海洋完全凍結,那麼之後很快就會形成這種冰II,這將導致整個冥王星經歷巨大的體積收縮。”這將使冥王星的表面發生彎曲,就像過熟的桃子在乾燥時皮膚起皺一樣。

但這並不是新視野號看到的。相反,它看到了深深的裂縫。這表明這顆矮行星正在緩慢變大,正常的冰——它的體積比液態水大——仍在緩慢形成。如果是這種情況,那麼就不會形成冰II,而且一定有什麼東西使海洋保持溼潤——可能是冥王星岩石核心中放射性元素的衰變產生的熱量。

5. 所有這些令人驚歎的科學(以及更多!)都以超值的價格獲得!

事實上,向一顆如此遙遠的行星傳送探測器,以至於都需要五個半小時才能到達,這已經算是很划算了!到達冥王星花費了 7.2 億美元——相比之下,新建的明尼蘇達維京人隊體育場的建設將耗資 10 億美元,哥倫比亞廣播公司 報道。紐約的大都會人壽體育場耗資 16 億美元建造,而世界上最昂貴的體育場,東京即將到來的 2020 年奧運會場館,可能耗資 20 億美元(冥王星之旅僅佔後者成本的 36%)。

6. 而且新視野號將繼續探索冥王星之外的區域!

美國宇航局現在已經選擇了它的下一個目的地:一個寒冷的小型柯伊伯帶天體,名為 2014 MU69,它位於冥王星之外近十億英里的地方。

雖然前往冥王星的旅程經過了精心計劃,但之後的旅程卻……不那麼周密。太陽系邊緣的柯伊伯帶天體是誘人的目的地,因為它們由原始物質構成,這些物質自太陽系誕生 46 億年前以來基本上沒有變化。

冥王星絕不是太陽系中值得探索的迷人地方的終點。未來將會有超越新視野號的任務,以及新的發現。在那些小行星帶中蘊藏著大量的地質學——而且在“新視野號”仍在返回的資料和未來的任務之間,我們將在未來許多年裡繼續探索這些世界。

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