机构入驻 - 联系我们
您的当前位置: 首页 > 天下奇闻 > 科学探索 正文

跨越 50 亿公里!新视野号飞了 9 年,终于拍到冥王星的宇宙之心

作者:eric 时间:2026-03-24
导读:你对冥王星的印象是什么?是 2006 年被踢出九大行星的 “失意者”,还是太阳系边缘零下 229℃的冰封死寂星球?2015 年,NASA 的新视野号探测器用 9 年时间跨越 50 亿公里,为人类带回了...

你对冥王星的印象是什么?是 2006 年被踢出九大行星的 “失意者”,还是太阳系边缘零下 229℃的冰封死寂星球?

2015 年,NASA 的新视野号探测器用 9 年时间跨越 50 亿公里,为人类带回了冥王星的第一张高清特写。当照片传回地球,所有人都愣住了 —— 这颗被我们 “除名” 的星球,表面赫然印着一颗巨大的心形冰原,面积几乎和美国德克萨斯州相当。

更动人的是,这颗被命名为斯普特尼克平原的 “宇宙之心”,永远背对着冥王星最大的卫星卡戎,始终朝向太阳系内侧的地球方向。

但这趟跨越星河的奔赴,带给我们的远不止浪漫。新视野号的探测数据,彻底颠覆了人类对这颗遥远星球的所有认知。

一、9 年 50 亿公里:人类史上最遥远的追星之旅

在 2015 年之前,冥王星在人类的视野里,始终是哈勃望远镜中模糊的像素光斑。它距离太阳最远时超过 73 亿公里,是地日距离的 49 倍,哪怕是哈勃空间望远镜,也只能捕捉到它表面模糊的色块。

为了看清这颗太阳系最神秘的天体,2006 年 1 月 19 日,NASA 发射了新视野号探测器,它的核心使命,就是完成人类对太阳系经典行星的最后一次近距离探测【NASA 新视野号任务官方公报】。

这台探测器创下了人类航天器发射速度的世界纪录:脱离地球轨道时的速度达到每秒 16.26 公里,飞抵月球仅用了 9 小时,而当年阿波罗登月任务,这段路程足足用了 90 小时。

即便以这样的极致速度奔赴,新视野号也在太空中飞行了整整 9 年零 5 个月,才在 2015 年 7 月 14 日抵达冥王星附近。

更苛刻的是,新视野号无法减速 —— 它没有足够的燃料进入冥王星轨道,只能以每小时 5 万公里的速度,从冥王星表面 12500 公里外高速飞掠。这意味着,留给它拍摄高清照片、采集探测数据的黄金窗口,只有短短不到 48 小时。

这就像你坐在时速 500 公里的高铁上,要在 0.1 秒内看清窗外一张明信片上的所有细节。新视野号在飞掠的瞬间,完成了所有数据采集和拍摄,随后开始了漫长的数据回传。

因为距离太过遥远,新视野号和地球的通讯带宽仅有每秒 1000 比特,相当于我们日常家用 WiFi 速度的百万分之一。用这个速度发一张普通的微信照片,需要整整一天;而新视野号飞掠冥王星采集的全部数据,花了 16 个月才完整传回地球【NASA 喷气推进实验室(JPL)2017 年数据发布公告】。

二、那颗 “宇宙之心”:冰封星球上的跳动活力

当第一批高清照片传回地球,整个天文界都沸腾了。那颗标志性的 “心形” 区域,被正式命名为斯普特尼克平原,它不是地质运动留下的巧合图案,而是一片宽达 1600 公里的巨型氮冰原。

冥王星表面的平均温度低至零下 229℃,在这样的极端低温下,水冰会变得比钢铁还坚硬,而氮气会凝结成可以缓慢流动的固态冰,就像地球上的冰川一样【NASA 新视野号地质团队发布于《科学》2015 年专刊】。

更让科学家震惊的是,这片广袤的冰原上,几乎找不到任何撞击坑。在天体地质学中,天体表面的撞击坑数量,直接对应着地表的年龄:撞击坑越少,地表越年轻。

经过测算,斯普特尼克平原的形成时间仅有约 1000 万年。对于已经 46 亿岁的太阳系来说,这就像是昨天才刚刚形成的全新地貌。

为什么这片冰原能一直保持 “年轻”?因为它始终在 “跳动”。新视野号的高清影像显示,冰原表面布满了直径数十公里的多边形结构,科学家确认,这是冰体对流形成的单元 —— 地下的氮冰被内部热源加热后向上涌动,冷却后又向下沉降,就像我们煮粥时锅里不断翻滚的气泡。

这意味着,这颗远在太阳系边缘的冰封星球,内部依然有着活跃的地质活动,远不是我们以为的死寂冰球。

三、颠覆认知:零下 229℃的星球,藏着一片地下海洋

活跃的地质活动,必然需要持续的热源。这就引出了新视野号带来的最颠覆的发现:冥王星的地下,很可能藏着一片广阔的液态水海洋。

长久以来,天文学家一直认为,冥王星距离太阳太过遥远,从诞生之初就是一颗完全冻结的冰疙瘩。但 2023 年,发表在国际顶级期刊《自然・地球科学》上的一项重磅研究,彻底推翻了这个认知。

研究团队通过分析新视野号传回的冥王星地表裂缝数据,得出了惊人结论:冥王星从诞生之初就是一颗 “热启动” 的星球。

如果一颗星球是从热变冷,它的内部会不断收缩,地表会出现挤压、折叠形成的褶皱;但冥王星表面的裂缝,全部是拉伸张开的形态,这说明它的内部体积在持续膨胀,至少从未发生过剧烈的收缩【《自然・地球科学》2023 年 6 月研究论文】。

这只有一种可能:冥王星的内部,始终存在着稳定的热源。这个热源来自于星球内部放射性元素的衰变,它的热量足以让地下 150-200 公里深处的冰层,保持液态水的状态,形成一片深度可达 100 公里的地下海洋。

要知道,地球海洋的最深处马里亚纳海沟,深度也仅有 11 公里。一颗远在太阳系边缘、表面零下 229℃的星球,却藏着一片比地球海洋更深的液态水世界。

这个发现的意义远超冥王星本身:如果冥王星这样的柯伊伯带矮行星,都能拥有稳定的地下海洋,那么太阳系的外围,可能存在着大量我们未曾发现的 “隐藏水世界”。我们执着地在火星、木卫二、土卫二上寻找液态水,却没想到太阳系最偏远的角落,或许才是真正的 “水窝子”。

四、宇宙级浪漫:冥王星与卡戎的 45 亿年相守

除了冥王星本身上海临港新片区人才落户undefined,它和最大的卫星卡戎,也上演着一场持续了几十亿年的宇宙级浪漫。

卡戎的体积大到超乎想象:它的直径是冥王星的一半,质量是冥王星的 12%。在太阳系中,没有任何一颗卫星,能和自己的主行星有如此接近的体量。

正因为如此,冥王星和卡戎的共同质心,并不在冥王星的内部,而是在两颗星球之间的宇宙空间中。国际天文学联合会(IAU)的官方定义中,它们本质上是一对 “双矮行星系统”,而非传统的行星与卫星。

更浪漫的是,它们彼此潮汐锁定:冥王星永远以同一面朝向卡戎,卡戎也永远以同一面朝向冥王星。如果你站在冥王星上看向卡戎,它会永远固定在天空的同一个位置,不会升起,也不会落下;站在卡戎上看冥王星,也是如此。两颗星球就这样,面对面跳了 45 亿年的宇宙贴面舞。

而新视野号还发现了它们之间更动人的细节:卡戎的北极,覆盖着一层醒目的红色 “帽子”,和它灰白色的冰质地表形成了强烈的反差。

这层红色物质,来自冥王星。

冥王星表面的甲烷等碳氢化合物,被太阳紫外线照射后,会形成一种叫做托林的复杂有机大分子。这些物质会随着冥王星的冰火山活动喷发出来,因为undefined冥王星的引力极弱,一部分托林会飘散到太空中,跨越 19000 公里的距离,最终落在卡戎的北极。

因为两颗星球永远面对面锁定,这些物质只会持续落在卡戎的固定区域,经过几十亿年的积累,最终形成了这顶独一无二的 “红色定情帽”【NASA 新视野号团队 2016 年发布于《自然》的研究成果】。

五、奔赴更远:从冥王星到天涯海角,再到星际空间

完成对冥王星的飞掠后,新视野号没有停下脚步。它带着剩余的燃料和电力,继续冲向柯伊伯带的更深处,奔赴下一个目标。

有意思的是,在 2006 年新视野号发射的时候,人类甚至还不知道这个目标的存在。直到 2014 年,天文学家才通过哈勃望远镜,发现了这颗位于 65 亿公里外的柯伊伯带小天体,它的官方正式名称为 Arrokoth,我们更习惯叫它 “天涯海角”。

2023 年 1 月 1 日,新年的第一天,新视野号成功飞掠天涯海角,最近距离仅有 3500 公里,再次创下了人类探测器造访过的最遥远天体的纪录【NASA 2023 年飞掠任务公报】。

当天涯海角的高清照片传回地球,科学家再次被震撼了。它不是我们常见的球形天体,而是由两个扁圆形的部分温柔贴合在一起的 “接触双星”,看起来就像一个来自 46 亿年前的宇宙雪人。

研究显示,这两个部分是在太阳系形成初期,以每秒不超过 2 米的极慢速度,轻轻碰撞、贴合在一起的。这个速度比我们日常走路还要慢,没有剧烈的撞击,没有破碎,只有一场跨越亿万年的温柔相拥。

柯伊伯带太过空旷,天体之间的距离远到超乎想象,撞击事件本就极为稀少,哪怕发生撞击,相对速度也仅有每秒几百米,和地球附近每秒几十公里的流星撞击速度,相差了上百倍。

也正因为如此,天涯海角的表面几乎没有撞击坑,它就像一颗被完美封存了 46 亿年的时间胶囊,保留着太阳系婴儿时期最原始的样子。

飞掠天涯海角后,新视野号依然在继续飞行。根据 NASA 的任务规划,它的核电池可以持续供电到 2030 年之后,在此之前,它会继续观测柯伊伯带的天体,探测天王星、海王星的外层大气,寻找可能存在的流浪黑洞,甚至探测银河系外的微弱背景光。预计在 2030 年前后,它会穿越太阳圈的顶层边界,正式进入星际空间,成为继旅行者 1 号、2 号之后,又一个飞向恒星际空间的人类使者。

很多人都记得那个浪漫的细节:2006 年新视野号发射的时候,冥王星还是太阳系第九大行星;等它跨越 9 年 50 亿公里抵达的时候,冥王星已经被 IAU 降级为矮行星。

但新视野号不在乎人类给它的目的地起什么名字,划进哪个分类。它只是安静地飞行,完成了人类对这颗遥远星球的第一次近距离探访,拍下了那颗跨越星河的宇宙之心,看清了冰川与山脉,捕捉到了大气层里的雾霾,也见证了冥王星与卡戎几十亿年的相守。

然后,它继续飞向更深的黑暗,替人类去看更远的宇宙。

宇宙从来不在乎人类的定义与分类,它只是安静地存在着,藏着无数的浪漫与惊喜。而我们人类,始终在跨越山海,跨越星河,一点点读懂它。

互动提问

你是什么时候听说的冥王星?来评论区聊一聊。

打赏

取消

感谢您的支持,我会继续努力的!

扫码支持
扫码打赏,你说多少就多少

打开支付宝扫一扫,即可进行扫码打赏哦

网友评论:

推荐使用友言、多说、畅言(需备案后使用)等社会化评论插件

Copyright © 2024 上海落户 版权所有
沪ICP备2021003381号
Top