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NASA“新视野”号飞掠迄今最远天体“天涯海角”

据NASA官网,当地时间1月1日,美国国家航空航天局(NASA)“新视野”号探测器将飞掠柯伊伯带的小行星2014MU69,这将是航天器探索史上的最远天体。科学家对这个昵称为“天涯海角”的小行星知之甚少,届时“新视野”号将近距离飞掠此天体,揭开它的神秘面纱。

为什么选择“天涯海角”?

据美国科技杂志《连线》,早在2014年,天文学家利用哈勃太空望远镜成功地发现了一些新的柯伊伯带天体,其中就包括2014MU69(在取得它的足够轨道资料后由小行星中心编号),并将这个小行星列为“新视野”号飞掠冥王星后的下一个探测目标。“天涯海角”这个昵称来自于一场全球征集活动,任务团队在34000个候选名称中选中了这个词,因为2014MU69对地面望远镜而言太过于暗淡,科学家无法观测到具体情况,“天涯海角”则寓意着未知的世界。

对于NASA如何选中了“天涯海角”这个小行星,BBC分析称,科学家想要探测比冥王星更远的天体,“天涯海角”则恰好处于“新视野”号能力可到达的范围内。

中国航天科工二院研究员、国际宇航联合会空间运输委员会副主席杨宇光表示,“新视野”号之所以选择“天涯海角”作为探测目标,重要原因是探测器的能量限制。“新视野”号的主任务是探测冥王星,探测冥王星的时候是飞掠而不是环绕,但其实进入它的轨道环绕是最最理想的方式,为什么做不到?就是因为能量限制,如果要让探测器制动刹车,消耗的能量太大。当“新视野”号飞掠过冥王星后,调整自己轨道能力已经极弱了,因此只能在它有限的可调整范围内选择一个路径相对较近的小行星,所以并不是完全主动去选择“天涯海角”,而是没有多少可选择的余地。

“天涯海角”具体什么形状?

“‘天涯海角’什么形状?由什么构成?是否有大气?无人知晓。”“新视野”号首席研究员艾伦·斯特恩说道。NASA介绍,根据现有的探测资料,“天涯海角”距离地球约65亿公里,距离冥王星约16亿公里,它形成于柯伊伯带的冰冻区,温度极低,这样的环境更加完好地保留其形成之初的原始状态。“新视野”号任务团队通过太空望远镜观测“天涯海角”的飞影,认为其形状有可能是相互环绕的两个物体,也可能是两个物体相连,如哑铃状。而它的直径大约只有30公里,比冥王星的体积小得多。

在过去几个月里,NASA研究人员通过“新视野”号对“天涯海角”进行持续拍摄,他们发现无法检测到这颗小行星的任何光变曲线,即不知道它是否在自转或相对于恒星进行移动。“新视野”号首席研究员艾伦·斯特表示:“在确定它不是球体的情况下,自转时应该能检测到光变曲线,但是我们并没有发现,这真的是一个谜。”据《纽约时报》,美国西南研究院的天文学家马克·布伊博士分析,有两种情况导致这一情况,一种是“新视野”号的路线和“天涯海角”的自转轴重合,另一种情况是“天涯海角”可能被一团尘埃所包围,这些尘埃掩盖了它的光曲线。他说,“这是我们所研究过太阳系中最古老的遗迹”。

“新视野”号此次探测目标是什么?

NASA方面称,“新视野”号1月1日将以52000公里时间速飞掠“天涯海角”,届时探测器与这一小行星的距离将只有3500公里,比2015年飞掠冥王星时的距离近了三分之二以上。

“新视野”号探测器装配了Ralph影像及红外线成像仪等科学仪器。当其飞掠“天涯海角”时,这些设备将用于拍摄天体的彩色及黑白图像、绘制结构和地形、搜索天体表面的气体和成分、测量温度等。《连线》称,因为探测器与天体距离很近,可以拍摄到非常细致的高分辨率图像,清晰度将是冥王星图像的两倍。“天涯海角”的影像资料将会成为截至目前所有小行星照片中最详尽的。不过,科学家们还无法确信“新视野”是否能带回清晰的照片,因为“天涯海角”的自转速度可能很快,照片可能会模糊。

NASA官网上的“新视野”号任务计划显示,当探测器飞掠“天涯海角”,地面需要等待大约6小时才能接收到它的信号。随后的20个月内,“新视野”号将陆续向地面传回搜集到的数据和拍摄的照片。

据《纽约时报》,负责“新视野”号拍摄任务的科学家哈罗德·韦弗博士说,当“新视野”号观察“天涯海角”时,实际上也是在观测四十多亿年前行星生成与太阳系结构形成的时刻。探测器收集的数据将有助于了解早期太阳系的物理和化学环境,也能帮助科学家们了解太阳系外其他的行星系统。

■ 释疑

科学家为什么要对柯伊伯带进行探索?

“新视野”号之前探测的冥王星以及此次将飞掠的“天涯海角”都是柯伊伯带的小行星。柯伊伯带位于海王星轨道之外的太阳系尽头,这一区域存在着数量庞大的星体。科学家为什么要对柯伊伯带进行探索呢?

杨宇光解释,在柯伊伯带,富含甲烷、水、水冰的天体比较多,总体而言质量都比较小。柯伊伯带形成于太阳系早期,它保留了太阳系早期很多痕迹。而且柯伊伯带天体基本都处在冰冻区,接收到的太阳光很弱,处于非常冰冷的状态,不像一些彗星进入太阳系内部轨道,离太阳比较近的时候表面物质就会蒸发。像“天涯海角”这样的天体可能就和几十亿年前太阳系形成时候的状态没有太大的差别,对了解整个太阳系是非常有用的。

不过,对柯伊伯带的遥远天体进行探测的任务还较少。杨宇光表示,目前深空探测不是以去往更远天体探测为重点的,因为限制比较多,工程难度也比较高。目前的几个大的探测器都是借助木星的引力加速,而木星绕太阳转的周期超过11年,所以后续探测需要等待窗口期。而且外太阳系探索要求探测器的规模非常大,所以实现起来也比较困难。现在探测的重点还是火星、月球这些天体。

“新视野”号的轨迹

●2019-01-24

“新视野”号发射,飞船直接进入了地球和太阳的逃逸轨道,是人类有史以来以最快发射速度离开地球的高速飞行器,也是第一艘飞越和研究冥王星及其卫星的空间探测器。

●2019-01-24

“新视野”号飞掠木星,向地球传输了关于木星大气和磁层的全部信息以及有关木星卫星的数据。同时,探测器借助木星引力进行加速,使飞船飞行速度提升到1.45万公里每小时,飞向遥远的冥王星。

●2019-01-24

“新视野”号飞掠冥王星,最近时与冥王星相距12500公里,它是第一艘飞越和研究冥王星的空间探测器。任务中,“新视野”号向地球发送了大量的冥王星及其矮行星系统的照片。

●2019-01-24

“新视野”号飞掠“天涯海角”。NASA估计,飞越过后,“新视野”号需要用超过十年的时间才能穿越柯伊伯带,进入星际空间。期间,“新视野”号团队将会寻找下一个探测目标。

新京报记者 陈沁涵

  文章来源: 新京报     责任编辑:许珊珊  复制网址 打印 收藏   
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