作者:郑永春 出版社:浙江教育出版社 出版时间:2016年7月 |
有人醉心于神秘深邃的星空,有人着迷于精密复杂的飞行器,这是深空探测令人捉摸不透的魅力所在。《飞越冥王星》讲述的是一段激情澎湃的科学探索历程。冥王星虽然在人类视野中经历了起起伏伏,但它一直是如此的淡定与从容;新视野号在历经艰难曲折后,学会了合作与等待。人类为什么要探索宇宙?如何通过木星借力把飞行器甩出去?柯伊伯带里究竟有没有太阳系的第九行星?当新视野号《飞越冥王星》之后,在行星科学家的带领下,我们饶有兴趣的走进这片神秘的新大陆,静静地观察这颗距离地球48亿千米的134340号小行星,它幽蓝的天空,高耸的冰山,述说着太阳系形成之初的秘密,开启着深空探测的科学之美。
1492年10月11日,意大利航海家哥伦布带领87名水手在水天茫茫的大西洋上漂流了两个多月后,终于看见了海面上漂浮着的一根芦苇。哥伦布和水手们欣喜万分——芦苇只能生长在淡水,这根芦苇就是他们的救命稻草,说明不远处就会有陆地。当天夜里,他们就发现了火光和大片黝黑的陆地——美洲大陆。
正如哥伦布抵达美洲大陆时被那些从未见过的场景深深震撼一样,2015年7月14日,迄今为止飞得最快的航天器、人类发射的第一个冥王星探测器“新视野号”,经过近十年的行星际旅行,首次抵达太阳系的“新大陆”——柯伊伯带(Kuiper belt),开始探测冥王星、冥卫以及它们所处的柯伊伯带。这究竟是怎样的一个区域呢?
2014年末,各大影院热播科幻大片《星际穿越》,黑洞、白洞、虫洞等天文学前沿概念被人们津津乐道,似乎将来人类有望通过虫洞快速抵达太阳系外的宜居星球。实际上,星际飞行理论并没有突破性进展,航天器还没有能力飞出太阳系,人类的深空探测事业在可预见的将来还只能局限在对太阳系内天体的探测。
说到太阳系,人们立即会想到太阳和八大行星。实际上,对于人类生存其中的太阳系,我们的了解远未深入。随着天文观测技术的发展,以及深空探测能力的提高,太阳系的边界已经拓展到了奥尔特云之外,与太阳的距离甚至达9.5万亿千米(1光年)左右。不仅观测到的天体数量大大增加,而且天体类型也从行星、小行星和彗星,新增加了矮行星的分类。
我们的太阳系包含三个主要区域,第一个区域为内太阳系,包括水星、金星、地球和火星等四颗类地行星,均为岩石质天体;第二个区域为外太阳系,包括木星、土星、天王星和海王星等四颗类木行星,均为气液态巨行星。这两个区域以距离太阳2.3—3.3天文单位的小行星带为界。第三个区域为海王星轨道以远的天体(简称海外天体),包括柯伊伯带和奥尔特云两片天体密集区。
柯伊伯带是1992年才发现的太阳系“新大陆”,虽然现在冥王星已从位高权重的太阳系九大行星之一降级为矮行星,却阴差阳错地成了柯伊伯带中数千颗冰冻小天体的“领头羊”。这些冰封在太阳系“冷库”中的小天体含有大量的水和挥发物,物质组成显著不同于常见的八大行星和小行星,对这一区域的探测将直接改变我们对太阳系的已有认识。
2015年7月14日,人类第一个柯伊伯带探测器——“新视野号”抵达最接近冥王星的位置,近距离飞越探测冥王星及其卫星,对这些天体进行详细考察。冥王星的发现者汤博的一部分骨灰也搭载在“新视野号”上,亲赴冥王星考察现场。在“新视野号”任务论证和发射时,冥王星还是太阳系第九大行星,作为太阳系中唯一没有被航天器探测过的行星,“新视野号”被赋予重要使命,象征着人类航天器已经遍访太阳系所有行星。但随着冥王星被“剥夺”行星地位,以及天文望远镜在柯伊伯带的大量新发现,“新视野号”的主要使命也从冥王星探测扩展到对整个柯伊伯带的探测。
柯伊伯带(Kuiper belt)是指绕太阳运行、在海王星轨道之外、环带状的天体密集区域。
从1992年发现第一个柯伊伯带天体1992 QB1 以来,天文学家在这片区域找到了大量围绕太阳运行的小天体,其中直径超过 100千米的天体至少有7万颗。这些海王星外天体大多分布在黄道面附近,从距离太阳30个天文单位的海王星轨道,一直延伸到距离太阳50个天文单位之外。(节选自《飞越冥王星》)