从第九大行星降级为矮行星,冥王星引发了诸多的争议和关注,然而,当时的人们对它的面貌却并不算十分了解。也许是因为远距离带来的神秘感,一些科幻作品把它想象成太阳系中的“天涯海角”,赋予了它一种遗世独立的气质。当太阳发生灾变时,地球人逃生有望在冥王星上建立人类文明纪念碑。这是科幻作家,刘慈欣在小说《三体》中的情节设计初衷。书中这样描绘了冥王星的外貌:最初印象就是黑暗,像一只永远闭着的眼睛,在距离上,太阳的光线已经很弱了。

冥王星有着蓝黑相间的大地,黑色的是岩石,当然它本身不一定是黑色的,只是光线暗;蓝色的是固态的氮和甲烷。它表面的冰盖部分融化,产生了稀薄的大气,远远看去呈深黄色。对于冥王星的相关内容,刘慈欣曾经做过解释,因为冥王星在太阳系边缘充满了神秘和未知,所以他才在故事中加入了这颗星球。他说,冥王星位于太阳系的边界,受太阳灾变的可能性比较小,太阳系出问题的时候,它会是受到波及最短也是最小的。不过,在现实中,冥王星真的就是太阳系的边界坐标之一吗?

科幻作品对于冥王星的畅想体现了人们对他强烈的好奇心。正是好奇心驱使科学家们一直进行着相关探索。要将揭开冥王星的神秘面纱,近距离观测肯定是最好的方式。但是地球到冥王星的最近距离大约为四十八亿千米,如何到达冥王星成为一大难题。“新视野”号探测器于2006年1月升空,目标是完成人类对冥王星等柯伊伯带天体的首次近距离探测。寻找有关太阳系起源和演化的线索。它安装有用于探测冥王星表面温度、气压和地表成分的各类科研仪器。另外“新视野”号还携带了冥王星发现者克莱德·汤博的部分骨灰。

进入太空后,它以每小时大约五万千米的速度飞行,途中还借助木星,实现了引力加速。经过了九年半的航行,“新视野”号终于在2015年飞掠了冥王星两者之间最近距离只有13,000多公里。“新视野”号创造了一系列对太阳系最远天体的观测记录,开创了科学界一个全新的里程碑!

在直接围绕太阳运行的天体中,冥王星体积排名第九,质量排名第十。它主要由岩石和冰组成,质量相对较小,仅有月球质量的约1/6,体积约是月球体积的1/3。冥王星距离太阳十分遥远,按平均距离计算,太阳光需要约5.5小时才能到达冥王星,所以冥王星上异常寒冷。跟地球上的寒冷环境不同的是,冥王星上的冰几乎全部是氮冰这是因为星球上存在着大量的氮气。在零下两百多摄氏度的低温下,凝华为氮冰。氮冰塑造了冥王星的面貌。根据“新视野”号拍摄的图像来看,冥王星外表是棕红色表面呈现出多种地形。

宇宙探索之谜太阳系(宇宙谜团之太阳系边缘的爱心星球)(1)

有大大小小的陨石坑和纵横交错的山谷,崎岖的山脉高耸在一片平原上,最高的山峰约有五千米高,还有一些地貌看起来像火山,中间的凹陷仿佛是火山口。不过,最引人注目的则是冥王星上广阔的平原。这颗心形平原是冥王星最大,也是最显著的特征,它被称为斯普特尼克平原。这个名字来自于人类发射的第一颗人造卫星,也有人叫他“冥王星之心”跟周围相比,心形平原的颜色更白更亮。它有两块不同的表面组成,东部表面是杂乱的坚硬山,西部表面则是一大片平坦的氮冰原。这个冰原被认为是一个巨大的远古陨石撞击坑。

斯普特尼克平原宽广的浅色表面让我们得以窥见冥王星出人意料的地质活动,因为这里看起来和地球上的冰川现象极为相似,看不到任何撞击坑,说明这片区域很年轻,估计可能只有一千万年的历史。人们推测,有东西定期抹平的斯普特尼克平原,究竟是什么让这片地表变得如此光滑呢?我们把平原的照片放大,可以看到有东西从山谷留下来,然后散开,这些流动的物质就是氮冰。这种地貌在地球上也能够找到,加拿大阿萨巴斯卡冰川就是这样的形态。

高耸的山脉,蜿蜒的冰川,广阔平坦的冰原,多样的地貌暗示着冥王星上存在着地质活动,而且发生在一些区域的时间并不久远。可见,冥王星不是科幻小说中所想象的死寂的星球,就像斯普特尼克平原所揭示的,氮冰在塑造着星球的表面,而在地表下面一直活动更加的活跃。但冰能够流进斯特尼克平原,但是想要抵达平原中心依然十分困难。那些冰川无法流到的地方是如何掩盖住陨石坑的呢?科学家在斯普特尼克平原表面发现了一种古怪图案,答案就藏在其中。仔细观察平原地形,氮冰形成了均匀的泡状地貌,平原中心的泡泡呈现圆形,并且越往边缘数量越少,从外表看上去很像是由对流形成的图案。

科学家认为,斯普特尼克平原的氮冰有可能就像一锅火炉上的粥,持续处于沸腾状态,但是速度很缓慢,所以沸腾的表面看上去就像凝固了一样。如果能把速度加快,经过几千年的时间,我们就可以看到整个表面上独立液泡翻滚,沸腾移动,形成液态氮的对流。这种对流抹平了心形平原的中心,而且产生的原因是流体受热不均,这就意味着冥王星内部比表面的温度更高。科学家推测,在氮冰层的下面是一个隐藏的海洋,它由液态水和泥泞的冰组成,储水量与地球的海洋相当,每当冥王星气温降低,水体就会凝结,也就是潜热,同时释放出大量的能量,这种海洋凝结释放出的能量很可能就是冥王星上大量地质活动的能量来源。

虽然水的温度不算高,不过,让氮冰这么冷的物质流动起来,并不需要太多的能量,这是多么的奇妙和古怪冥王星上的温度接近零下240摄氏度,那里的物质却在不停的冒泡,到处流动。这一切都是由热量驱动的活跃地质现象存在的证据,而另一种地貌更加证实了这一发现。“新视野”号探测器传回的种种发现里最令人困惑的就是冥王星表面有一堆巨大的山丘,他们宽度约为两百千米,高度在五千米左右,每座山丘顶部都有一片深凹陷这些山丘看上去。像是年轻的火山,但在一颗主要由冰块组成的星球表面,怎么可能出现这种情况呢?行星地质学家想到了地球上的类似地貌,那就是盾状火山。冰岛有座火山斯恰尔布雷泽,意为“大盾”,因为它的形状就像平放的盾牌。要形成盾状火山,需要在漫长的时间里经历几百上千次的不同喷发,从裂缝中喷发出的岩浆顺着地表流淌然后一层层堆积在彼此上方继续向外流动,时间久了,就形成了盾状火山。

冥王星上也出现了同样的活动,只不过喷发出的岩浆和地球的完全不同,岩浆的颜色一点也不深,不是由玄武岩形成的,而是由水凝结成的冰形成的,和地球不同,冥王星的表面覆盖着一层固态氮下方则是液态水结成的冰块儿。有的冰或许会融化形成液态水浆,然后喷射到冥王星的表面,就像炽热的岩浆喷洒到地球表面那样。温暖的水浆在地表会迅速凝结,堆积起来,形成盾状冰丘。这种现象超出了人们的固有观念,地球上的火山很炽热,但是冥王星上的火山却是冷的,而那些火山最令人兴奋的地方或许是上面几乎没有陨石撞击坑,这意味着形成冰火山的温暖水浆一定是最近才从地下涌出。这些地质结构非常年轻,冥王星现在还很活跃。冥王星上拥有如此丰富的地质活动,让科学家很吃惊,而另一个发现同样出乎人们的意料,那就是冥王星居然拥有自己的大气层。

冥王星被一层由氮组成的稀薄大气包裹在太阳系中,八大行星大气层想厚度各不相同,比如火星质量是地球的十分之一,而它的大气层只有地球的百分之一,质量为地球百分之一的月球则没有大气法,因为小天体的引力较小,无法吸附大气层。但是比月球小的冥王星怎么会有大气层呢?

而在冥王星上,每小时有数百万吨氮气向太空逃逸。当冥王星的大气层减少时,它同样从星球上的氮冰中得到补充。科学家认为,某种机制让冥王星内部释放出氮气,这可能是某种地壳运动的结果,它为氮气释放打开了通道。不过,到目前为止,人们还无法得出确切结论

在浩瀚的宇宙中,我们目前只知道一个星球上存在的生命,那就是我们的地球,地球具有形成生命所需的三种要素,能量,液态水以及有机分子,也就是碳基分子。科学家过去认为地球是唯一具备这些要素的星球,但是无人探测器到达木星和土星后发现在好几颗活跃的卫星上都存在有炽热火山口加热形成的地下海洋,这些星球上似乎同样具备了形成生命所需的基本化学成分。如今,在冥王星上,科学家也发现了同样的可能性,但是碳元素是否有可能在冥王星上找到呢?答案是肯定的。

冥王星的大气层含有一氧化碳,甲烷,氮气,甲烷和一氧化碳中都含有碳元素。这些成分的分子分解后不会以单独的碳原子、氢原子或者氧原子的形式存在,而是随着时间流逝慢慢组合成新的分子。在这个过程中,总是容易形成比过去形态更为复杂的碳基分子

地球上的碳基分子可以构成生命系统中的有机物。天文学家认为,这些复杂的有机物同样可以在寒冷的太空中自然形成。微弱的阳光或宇宙射线轰击一氧化碳,这样的简单有机气体就能够将其实现。科学家把这种自然形成的有机分子称为“托林”。它被比喻成构筑生命的积木。在早期的地球上,类似托林的化合物,让生命细胞中的脱氧核糖核酸和蛋白质得以运作,打开了生命演化之门。冥王星的早期照片都是黑白色,人们无法从视觉上辨认托林的存在,直到“新视野”号探测器传回关于这颗矮行星的第一批彩色照片

冥王星有些地方几乎是红棕色,甚至有点偏粉色,看到这样的颜色,科学家立刻会想到有机物。事实上那就是由粉红色的有机物堆砌而成。不过生命不可能在冥王星表面生存,那里太冷了。但是如果托林可以通过循环进入这颗行星的内部,它们就有可能转移到那些冰块融化形成液态水的地方。这些简单的有机物分子就有可能在冥王星的内部热量的驱动下,继续不断进化,或许在冥王星的地下海洋中会出现简单生物。就像40亿年前在地球的深海中出现的生物进化那样。

“新视野”号的发现更新了人们对于冥王星甚至太阳系的认知。冥王星比我们想象得更加活跃,这与它长期以来给人的印象大相径庭于是有人又赋予了冥王星一个新的名号浪漫之星

要知道有哪一个已知星球会像冥王星那样怀抱着一个大大的爱心平原呢?并且除此之外,在冥王星的身边还有一个忠实的“伴侣”,它就是冥王星的卫星冥卫一。太阳系中的大部分行星都有自己的卫星,其中木星有70多颗卫星,土星的卫星则更多。冥王星同样拥有自己的卫星。在“新视野”号到达冥王星之前,哈勃太空望远镜拍摄到的五颗围绕这颗矮行星旋转的卫星。冥卫一是其中较大的卫星,直径达到了冥王星的一半,质量为冥王星的八分之一,另外4颗则小得多,它们直径不到四十千米,由冰块儿形成

冥卫一不但个头大还是唯一可能处于流体静力平衡状态的冥王星卫星。它又被称为卡戎

卡戎不仅在名字上带有浪漫的含义,它在天文学角度上也具有“伴侣”的身份。这究竟是怎么回事呢?

由于潮汐锁定的影响,从冥王星上观望就会发现卡戎在天空中的位置永恒不动,这种持续守望着对方的情形,让卡戎和冥王星仿佛是一对浪漫的情侣,永远面对面的在星空中前行,这种天文现象是如何形成的呢?科学家的一个模拟实验证明一个火星大小的物体撞上地球并形成了月球。这个理论被称为巨大撞击理论。根据这个理论,如果冥王星与一个比它稍小的天体相撞,很短时间内就会形成一个紧密围绕它旋转的卫星。科学家认为,冥王星卡戎系统形成于40多亿年前

曾经被当作第九大行星的冥王星虽然失去了行星头衔,但仍然是目前已知最大的矮行星。冥王星的公转周期约是248年,自从被发现以来,它还没有完整地绕太阳公转一周。这意味着“新视野”号对冥王星的探索也仅仅是初步了解冥王星,还有更多秘密等待人们去发现。近些年,中国的航天事业不断向前迈进。在登月登火之后,中国航天人还将目光投向了更远的地方。也许到时我国的探测器飞掠冥王星,让我们能更深入的了解它

“新视野”号已经远离了冥王星,但是科学家团队依然在不停地忙碌着,因为每周都有探测器传回来新的数据,同时他们还要计划探索柯伊伯带的新任务。科学家在柯伊伯带会有什么新的发现呢?,我们拭目以待。

宇宙探索之谜太阳系(宇宙谜团之太阳系边缘的爱心星球)(2)

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