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新视野号新照片:冥卫三、冥卫一、冥王星上的大冰山!

北京时间7月16日凌晨,新视野号团队召开新闻发布会,公布了探测器传回的最新图像。新的照片让我们人类首次看清了冥王星小卫星长什么模样,看到了冥卫一卡戎表面巨大的峡谷,还看到了冥王星赤道附近出人意料年轻的高大冰峰。

7月16日凌晨,新视野号公布的冥卫三照片。图片来源:NASA-JHUAPL-SwRI

自2005年发现以来,冥王星的小卫星、冥卫三许德拉(Hydra)一直是一个形状未知、大小未知、反照率也未知的模糊光点。新视野号历史性飞掠冥王星-冥卫一卡戎系统时拍摄、并于昨天傍晚传回地球的这张图片,明确分辨出了冥王星这颗已知最外侧小卫星的上述信息。新视野号上的LORRI相机分辩出了这颗小卫星的不规则形状,表面不同地区的亮度也差异明显。按照这张图片的分辨率,即每像素3千米,这颗小小土豆形状的卫星大小为43千米×33千米。

与卡戎一样,冥卫三的表面有可能被水冰覆盖,这是宇宙中含量最多的冰。冥卫三上的明亮区域有一块直径大约10千米的圆形深色结构。冥卫三的反照率介于冥王星和冥卫一之间。新视野号项目科学家、LORRI科学操作负责人Hal Weaver说,“新视野号终于测定了冥卫三的基本物理性质。我们会在未来的照片里看到更清楚的冥卫三。”

拍摄这张照片时,新视野号距离冥卫三大约64万千米。

新视野号公布的冥卫一卡戎照片,可以看到深色的极区和巨大的峡谷。卡戎上颜色最深的地区,被非正式命名为“魔多”。对,就是指环王里的那个魔多!图片来源:NASA-JHUAPL-SwRI

冥王星最大的卫星、冥卫一卡戎的新照片,是新视野号上的LORRI相机在7月13日距离卡戎46.6万千米的地方拍摄的。

一条悬崖和峡谷从左向右延伸长达1000千米,暗示卡戎的地壳存在大范围破裂,这很可能是内部过程的结果。图片的右上方,沿着冥卫一弯曲的边缘,可以看到深达7-9千米的一道峡谷。

任务科学家惊讶地发现,卡戎表面明显缺少撞击坑。这颗卫星的赤道以南,也就是这张照片的底部,地形被斜射的阳光照亮,投出了阴影能够更容易地分辨地形。然而,就算是在这里,也几乎看不到撞击坑,表明卡戎表面相对年轻,已经被地质活动改变了外观。

卡戎的北极地区先前看到的深色区域,现在可以看到它的边缘是模糊的,表明这可能是某种深色物质的浅层堆积。它的下面则是一片完全不同的、边缘清晰的、有棱有角的特征。未来的更高分辨率图片将显示更多这一区域的细节。

这张图片因为要传往地球,所以经过了压缩。在图片的高反差区域,可以看到最小只有5千米宽的细节。而在反差较低的区域,由于压缩,一些细节就模糊不清了,看起来会比实际情况平滑一些。

新视野号公布的冥王星赤道附近某一区域的细节照片。图片来源:NASA-JHUAPL-SwRI

冥王星赤道附近一小块区域的特定照片,给科学家带来了巨大的惊喜:一条相当年轻的山脉,突兀在这颗冰质星球的表面,高达大约3500米。

新视野号地质、地球物理和成像团队(GGI)的Jeff Moore 说,这些山很可能形成于不到1亿年前,相对于太阳系45.6亿年的历史,已经非常年轻了。他还说,造山运动可能仍在进行当中。这表明,这块占据冥王星表面不到1%的区域,直到今天仍然有着活跃的地质活动。

新公布的冥王星细节照片,只是冥王星赤道附近的一小块区域。另外,冥王星上最显著的心形区域,以冥王星发现者的名字命名,被称为汤博区(Tombaugh Regio)。当然,这个命名与卡戎上的“魔多”一样,尚未得到正式授权。图片来源:Astronomy杂志

Moore及其同事推断这里山脉如此年轻的依据在于,这片区域没有出现任何撞击坑。与冥王星的其他区域一样,这片区域应该在几十亿年间遭受到来自太空陨石的猛烈轰击,所以应该布满累累撞击坑才对——除非最近的地质活动改变了这里的地貌,抹掉了那些凹坑。

Moore说,“这是我们在太阳系里见过的最年轻的地表之一。”

与巨行星的冰质卫星不同,冥王星不可能通过与更大的行星天体发生引力互动而被加热。必然有某些其他过程产生了这样的山脉地形。

GGI团队副队长、美国西南研究院的John Spencer说,“这可能导致我们重新思考,在许多其他的冰质星球上,到底是什么驱动了地质活动的发生。”

这些山脉可能由冥王星的水冰“基岩”构成。

尽管甲烷冰和氮冰覆盖了冥王星的大部分地表,但这些物质的强度不足以构成这样的山脉。相反,更坚硬的物质,很可能是水冰,才能形成这些山峰。GGI团队副队长、美国华盛顿大学圣路易斯分校的Bill McKinnon说,“在冥王星这么低的温度下,水冰的性质就像岩石一样。”

这张照片拍摄于新视野号最近距离飞掠冥王星前大约1个半小时,探测器距离冥王星表面77万千米。照片上可以轻易分辨不到1英里宽的结构。

新视野号团队公布的冥王星红外光谱图像,显示了冥王星上不同区域的甲烷冰性质并不一样。图片来源:NASA-JHUAPL-SwRI

除了最新照片以外,新视野号团队还披露了Ralph望远镜获取的光谱数据。数据显示,冥王星表面分布着大量的甲烷冰,但不同区域的甲烷冰又展现出了明显的差异。

新视野号合作研究员、美国洛威尔天文台的Will Grundy说,“我们刚刚了解到,在冥王星的北极极冠,甲烷冰被厚厚的一层氮冰冲淡了,导致红外线被强烈吸收。”而在可见光照片上看起来黑乎乎的赤道区域,甲烷冰吸收红外线的程度较弱,表明那里的冰质地极为不同。Grundy推测,“这些光谱显示,那里的冰没有被氮冰稀释得那么厉害。也可能那片区域冰的质地不同。”

地球上的冰冻物质也会展现出不同的纹理:蓬松而又干净的雪是亮白色的,而两极地区被压实的冰块看起来则是蓝色的。Grundy领导的新视野号表面成分团队,已经开始对Ralph望远镜取得的数据进行复杂的分析,以确定冥王星上迥异区域化学构成的细节。

这是新视野号上Ralph望远镜上的线性标准具成像光谱阵列(Linear Etalon Imaging Spectral Arra)拍摄的第一张冥王星清晰图像。这项观测是在3个肉眼不可见的红外波段进行的。在这张图片中:蓝色对应于波长在1.62到1.70微米之间的红外线,是甲烷冰吸收强度中等的波段;绿色对应的波长介于1.97到2.05微米之间,是甲烷冰完全不吸收的波段;红色对应的波长介于2.30到2.33微米之间,是甲烷冰严重吸收的波段。冥王星照片上框出的两片区域,显示了Ralph望远镜得到右图两条光谱的区域。可以看到,北极地区取得的光谱中,甲烷冰的吸收(也就是光谱中的凹坑)明显比深色区域要深得多。这些数据是新视野号在7月12日获得的。

这些图片和光谱数据,只是新视野号飞掠冥王星期间采集到的极少一部分科学数据。由于受到新视野号回传地球的带宽所限,此次飞掠的全部数据将在未来16个月内陆续传回地球。果壳网“科学人”将持续追踪报道新视野号发回的有关冥王星及其卫星的新消息。(编辑:Steed

The End

发布于2015-07-15, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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