新视野号冥王星探测器在外太阳系获得3项新发现

发表于 2024-12-21 15:54:25 来源：上海市机械制造工艺研究所有限公司

2015年7月，新视星探项新美国宇航局的野号阳系新视野号飞船历史性地飞越这颗矮行星时看到的冥王星。(Image credit: NASA/JHUAPL/SwRI)
（神秘的冥王地球uux.cn）据美国太空网（By Sharmila Kuthunur）：美国宇航局的新视野号探测器八年前飞过冥王星，但这场史诗般的测器相遇仍然结出科学果实。
2015年7月14日，外太新视野号给了人类第一次近距离观察冥王星的发现机会，当时探测器在这颗矮行星寒冷的新视星探项新表面上方仅7800英里(12500公里)处变焦。任务团队仍在分析新视野号在飞越期间收集的野号阳系大量数据，并仍在做出有趣的冥王发现，正如新的测器结果所示。
新视野号的外太研究人员周二(3月14日)在德克萨斯举行的月球和行星科学大会(LPSC)上分享了他们的最新发现。在展示的发现发现中，一个将冥王星令人费解的新视星探项新翻转与其充满冰的盆地联系起来，另一个在这颗矮行星的野号阳系表面发现了有趣但令人费解的景观，第三个揭示了形成雪人状物体Arrokoth的冥王积木，新视野号于2019年1月1日飞过。
冥王星的翻转与人造地球卫星联系在一起
虽然科学家们知道冥王星像地球一样，在过去的某个时候翻转过，但冥王星在翻转前的方向以及它重新定向的程度还没有得到很好的了解。使用新视野号数据研究冥王星地质过去的科学家希望找到解释这一事件的线索。
现在，一组研究人员将冥王星的翻转归因于Sputnik Planitia的形成，这是一个620英里宽(1000公里)的盆地，占了冥王星上标志性心形区域的一半。研究人员此前知道，充满氮冰的人造卫星在重新排列这颗矮行星的表面方面发挥了深远的作用。
使用新视野号从2015年飞越发回的图像，他们现在正试图追踪冥王星的翻转路径。在此过程中，他们发现了平行的山脉和深谷，它们形成了他们认为的全球构造系统。这些特征超过186英里(300公里)宽，从冥王星的北极跨越类似的距离。
然而，冥王星过去改变方向的事实揭示了科学家现在看到的地形都不在原来的位置。
“在冥王星目前的结构下，我们真的无法解释这一点，”加利福尼亚州SETI(搜寻外星智慧)研究所的新视野合作研究员奥利弗·怀特(Oliver White)周二在LPSC发表演讲时说。他说，相反，这些特征很可能在早期就存在于冥王星的赤道沿线，并由于翻转而迁移到了它们目前更靠近两极的位置。
怀特的团队还发现，冥王星的地下海洋可能为人造卫星提供了一些推力，并有助于将这颗矮行星的大部分质量移向赤道。
新视野号冥王星探测器在外太阳系获得3项新发现

红色的线反映了山谷和山脉系统，科学家认为这些系统是从冥王星的赤道迁移到其两极附近的当前位置的。(Image credit: James Tuttle Keane (JPL/Caltech)/NASA/Johns Hopkins APL/SwRI)
巨大的刀状甲烷冰沉积物延伸到冥王星的远端
除了帮助科学家研究冥王星上的古代景观，新视野号的数据还提供了关于其最近特征的线索。
该航天器此前在冥王星赤道附近发现了大量甲烷沉积物，许多有地球的摩天大楼那么高。科学家周二宣布，他们有新的证据表明，这些刀状地貌也延伸到了冥王星的远端——超出了新视野号在2015年飞越期间能够看到的范围。
“这些特征的发现只是增加了我们对形成冥王星和太阳系其他冰行星的过程的理解，并突出了像冥王星这样的行星表面的复杂性，动态性和多样性，”美国宇航局在加利福尼亚州喷气推进实验室的博士后研究员伊山·米什拉在一份声明中说(在新标签中打开)。
在地球上，这样的柱子被称为忏悔者；它们是由水冰构成的，只有几米长。然而，在冥王星上，这些特征主要存在于其表面的最高点，并高达数百米。在这样的高度，甲烷在寒冷的天气里从冥王星稀薄的大气中冻结出来，在温暖的天气里蒸发回气态。
最新研究背后的团队使用了新视野号上的远程侦察成像仪(LORRI)拍摄的图像，并研究了表面反射的光如何随着不同的视角而变化。
通过这样做，他们在冥王星的远侧发现了类似的甲烷吸收特征，这要归功于表面“比冥王星的平均粗糙度更粗糙”，米什拉在他的陈述中说。他补充说，这种“刀刃”地形可能是冥王星上最常见的地形之一。
新视野号冥王星探测器在外太阳系获得3项新发现

新视野号的科学家们看到了所谓的“刀锋地形”的证据，这是该地貌对冥王星气候变化的直接反应，在这张地图上用红色标出，延伸到地球的大部分地区。(Image credit: NASA/Johns Hopkins APL/SwRI)
拼凑阿罗科思很久以前的合并
2019年1月1日，新视野号经过了柯伊伯带中一个名为Arrokoth的小物体，它看起来像一个部分扁平的雪人。它距离地球40亿英里(66亿公里)，成为航天器探索过的最远的物体。它也是最原始的，因为它距离太阳很远，处于“深度冻结”状态。
Arrokoth是两个曾经相互环绕的物体的温和融合。科学家周二宣布，两个裂片中较大的一个被称为Wenu，它本身是一堆12块岩石挤在一个更大的石板周围。最新的发现表明，Wenu不是作为一个整体形成的，而是由太阳系外围已经存在的岩石碎片形成的。
科罗拉多州西南研究所的新视野首席研究员艾伦·斯特恩在一份声明中说:“这令人惊讶，这是关于星子——行星的建筑块——如何像阿罗克思和其他柯伊伯带物体一样聚集在一起的谜题中的一个新的部分。”
在太阳系历史的早期，数百万公里大小的冰状物体在其边缘形成了一个巨大的环形区域，称为柯伊伯带。斯特恩说，它们中的一些融合形成了Wenu，但这些微小的物体没有高速融合，这解释了为什么Wenu被拉长成现在的样子。(当物体高速合并时，它们的自旋会抛掉物质，形成圆形物体。)由于岩石即使在合并后也保持了它们的形状，斯特恩的团队估计当它们合并时，它们的移动速度不到每秒1米。
先前的研究表明，Wenu与两个天体中较小的一个发生潮汐相互作用；两者都因喷射物质而失去了一些角动量，最终合并形成了今天的阿罗科思。
斯特恩在会议上发表演讲时说，这些单独的岩石看起来像“乐高积木”，具有相似的大小、成分和颜色，所有这些都告诉我们“关于阿罗克思的形成，一些非常重要的事情”。
斯特恩的团队发现，阿罗科思的12块岩石每一块都超过3英里(5公里)宽。鉴于Wenu只有6英里(10公里)厚，科学家认为聚集在Wenu赤道周围的12块岩石构成了它身体的大部分，并延伸到它的远侧，这是新视野号没有看到的。
向内看:天王星和海王星的独特视角
科学家们周二还宣布，未来的新视野观测将包括点击天王星和海王星的彩色图像。斯特恩说，从其在柯伊伯带的独特优势来看，该航天器将被放置在“只有远离天王星和海王星的航天器才能完成”的观测位置。
太阳系内的宇宙飞船只能看到冰巨人向内反射的光，或者从它们面向地球的一侧反射的光。然而，新视野号将能够收集从行星远端散射的光的数据。
科学家周二宣布，与2019年点击的测试图像不同，未来的观测将随着行星的旋转进行。他们说，尽管新图像分辨率较低，显示的两个冰巨人不比淡蓝色的点更清晰，但它们将帮助研究人员更多地了解两个冰巨人上的云结构是如何演变的。
2022年6月1日，科学家让新视野号“休眠”以节省燃料，飞船于3月1日从10个月的冬眠中醒来。从4月的第三周开始，科学家们预计航天器将开始研究遥远的柯伊伯带物体以及两个外层气体巨星。
亚利桑那州洛厄尔天文台的新视野合作研究员威尔·格伦迪说，对天王星和海王星的观测“当它们出现时将会非常令人兴奋”。他补充说，新视野号的研究人员将与哈勃太空望远镜的工作人员合作。
Grundy在一份声明中说:“科学号的回报比任何一艘飞船单独提供的都好。”"这也为观察其他恒星周围的类似冰巨行星创造了条件。"

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