揭开冥王星的神秘面纱

卓然

2015年7 月14日上午，在美国航空航天局“新地平线”号项目的运行中心，当时钟的指针指向7时49分，数百名科学家和他们的友人、家人大声欢呼并拥抱在一起，很多人都禁不住流下激动的热泪。这一刻，“新地平线”号成功飞越了与冥王星的最接近点，只有地月距离的1/30。而此时，在距离地球47亿千米的地方，“新地平线”号正在距离冥王星表面1.25万千米的轨道上继续前进。

至此，人类完成了，准确地说是美国科学家完成了对“九大行星”的探测考察工作，尽管冥王星已被降 格为矮行星。但是，“新地平线”号的探测成果，还有待陆续传回。

这张合成图像展示的是冥王星（右下方） 以及冥卫一卡戎（左上方），原始图像由“新地平线”号探测器在2 0 1 5 年7 月飞掠冥王星系统时拍摄。

冥王星曾经是太阳系九大行星之一，因为距离太阳最远，人类对其了解最少，命运也最为坎坷。

169年前，海王星被发现后，天文学家就对它的轨道进行了研究，发现海王星之外可能还存在一颗行星。1915年，一份关于海王星之外天体的观测报告出炉，详细描绘了可能存在的神秘天体。又过了15年，克莱德·汤博确定了这个天体的轨道，认为它的公转周期达到248年。鉴于这颗神秘天体处于太阳系外围，且当时人们认为这里远离太阳，充满了黑暗，因此用希腊神话中的“地狱之神”命名，翻译过来就是冥王星。

因为计算的失误，最初冥王星的个头被认为是地球的好几倍，于是它成了太阳系的第九大行星，后来才发现它不仅比地球小，甚至还赶不上月亮。但因为当时它与太阳的距离实在遥远，有近80亿千米，加之它是在柯伊伯带内发现的唯一天体，其运行的轨道与其他八大行星相比显得十分怪异，所以稳固占据了太阳系第九大行星的位置。不是天文学家始终未动掀翻冥王星行星称号的念头，只是考虑到九大行星的定论已然深入人心，一旦更改势必带来很多麻烦和误解，弄不好还可能使人们对宇宙的了解陷入混乱，不如维持现状，待时机成熟再做理论。

机会终于来了。2006年8月24日，在捷克首都布拉格举行的第26届国际天文学联合会会议上，经过激烈争论，正式确定了大行星的严格定义，即大行星必须符合以下三大条件：首先是围绕太阳运行;二是拥有足够质量，能够达到流体静力学平衡;三是已经清空了轨道周围区域。根据以上定义，不够资格的冥王星理所当然地被踢出了大行星的行列，降格为矮行星。需要说明的是，目前冥王星是柯伊伯带中个头仅次于阋神星的第二大矮行星。

本次发现

因为50亿千米的距离实在遥远，每秒30万千米的光速也要走上4.6小时，所以科学家一直无法看清冥王星的真面目。即使是人类探测深空的慧眼——哈勃空间望远镜拍摄的冥王星图像，也一样模糊不清。故而，冥王星在天文学家的印象中就是一个不起眼的光点，只能凭想象推测这个星球的大致情形。

为了尽快揭开冥王星的神秘面纱，“新地平线”号已经在太空中飞行了漫长的9年多时间，飞行距离已经超过50亿千米。2015年7月14日北京时间19时45分，它终于在距冥王星最近距离1.25万千米处飞过，这个距离仅相当于地球与月球之间距离的1/30。“新地平线”号携带的光学摄像器材，在这个距离内足以清晰拍摄冥王星的真面目。

7月16日凌晨3时，美国航空航天局发布了由“新地平线”号传回的冥王星以及它的卫星卡戎的最新照片，比以前的照片至少清晰10倍以上。

难怪美国航空航天局的科学家欢欣鼓舞，喜泪纵横，戴着神秘面纱在我们面前晃动了半个多世纪的冥王星终于逐渐显露出庐山真面目。说“逐渐”是因为“新地平线”号需要2年多方能将自己记录的冥王星图像全部传回地球。

虽然信号以光速传播，但抵达地球也要4.6小时，而且信号微弱，数据传输速度还不到2kb/s。首批回传信号在经历了13个多小时的太空旅程后，才被美国航空航天局位于西班牙马德里的深空网测控站顺利接收。

“新地平线”号在这几天的飞掠过程中，收集了有关冥王星表面、大气和环境的图像及数据，在未来的26个月内将陆续传回地球。

在新的高清照片上，科学家发现了冥王星上的冰山，山的高度不到4000米，可能是由水冰构成。“新地平线”号项目首席科学家艾伦·斯特恩博士介绍说，该冰山年龄不超过1亿年，与45.6亿岁高龄的太阳系相比，实在是“太年轻了”。

“新地平线”号最新收集的冥王星地表数据证实冥王星拥有一个极冠，主要由甲烷和氮冰组成。科学家在此前一直推测冥王星存在极冠的可能性，这次“新地平线”号的探测结果证实了科学家的判断。

在近距离掠过冥王星的前夕，美国航空航天局的科学家发现冥王星的直径要比早先预测的大一些。“新地平线”号实地探测数据显示，冥王星的直径约为2370千米，比先前科学家预测的要大约80千米。

探测冥王星的几颗卫星，是这次探测行动的重要组成部分。“新地平线”号于7月13日从46.6万千米外拍摄了冥王星最大的卫星卡戎的照片。卡戎表面有些光滑的区域，表明地质上比较活跃。照片中的斜线是个大峡谷，可能有6千米至10千米深。冥王星上的“心形区域”已被命名为“汤博”，借以纪念冥王星的发现者克莱德·汤博。如今，汤博的部分骨灰也随“新地平线”号抵达冥王星。冥王星的发现者终于“星际穿越”到了冥王星。

重要意义

当听到“新地平线”号传来冥王星的重要信息时，被誉为继爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家之一的霍金给美国科学家发出一段视频祝福：“我想恭喜美国航空航天局和它先进的团队，10年来一起开拓性地探索遥远的冥王星以及柯伊伯带。“新地平线”号带来的发现也许会让我们更好地了解太阳系是如何形成的。我希望冥王星能够帮助我们，我将紧密关注，并且希望你们也会这样。”

谈到这次冥王星探测的重要意义，斯特恩表示，冥王星的直径比原先的测定数值更大说明冥王星的密度更低，这也意味着其组成成分中水冰的含量要比原来估算的更高。但这一初步结果已经让冥王星和阋神星的密度差异扩大（阋神星的质量要比冥王星大27 %左右），表明两者的形成过程存在很大差异。

而冥王星比原先更大的直径也证明，它的大气层要比原先设想的更薄，其大气的最底层——对流层——的深度也要低于原有估计。大气科学家还需要一些时间才能判断这一探测结果对他们手中现有的冥王星大气模型意味着什么。

北京天文馆馆长朱进认为，“新地平线”号的这次探测活动，得到不少意外收获。比如在冥王星赤道附近发现的暗斑确切是什么，都需要做进一步的研究。此外，冥王星会不会有环、会不会有新的卫星，这些问题都可能在这次探测任务中找到答案。