太陽(yáng)系究竟是什么樣子的?在很多人的認(rèn)知里,太陽(yáng)系就是太陽(yáng)在中間,八大行星圍繞著太陽(yáng)運(yùn)動(dòng),但實(shí)際上,太陽(yáng)系遠(yuǎn)比你想象的浩瀚。在海王星軌道外還有一個(gè)小天體構(gòu)成的盤狀區(qū)域,這里是柯伊伯帶,這里是短周期彗星(指公轉(zhuǎn)周期小于200 a的彗星)的來(lái)源。一般認(rèn)為柯伊伯帶小天體是早期太陽(yáng)系物質(zhì)凝聚成各大行星后的殘留物。
而在距離太陽(yáng)50000單位之外(一個(gè)天文單位就是1.5億千米,即使是光都需要走1年的時(shí)間),有一個(gè)由大量小天體構(gòu)成的 巨型球體云團(tuán)包圍著太陽(yáng)系,這里孕育著1000億顆長(zhǎng)周期彗星,現(xiàn)在稱之為奧爾特云(Oort Cloud)。
因?yàn)閵W爾特云距離太遠(yuǎn)了,以我們現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù),到達(dá)奧爾特云需要上千年的時(shí)間,但是探索柯伊伯帶我們還是可以實(shí)現(xiàn)的??乱敛畮祗w由于遠(yuǎn)離太陽(yáng),它們可以在寒冷的宇宙中徘徊數(shù)十億年“不受干擾”,因此自太陽(yáng)系形成以來(lái)幾乎沒(méi)有變化。探索柯伊伯帶結(jié)構(gòu)和起源的意義不僅在于它是太陽(yáng)系新發(fā)現(xiàn)的成員,而且它能夠?yàn)檠芯客馓?陽(yáng)系早期的形成與演化提供極其重要的線索
為此,,美國(guó)特意研制了“新視野號(hào)”,冥王星和“柯依伯帶”遠(yuǎn)離太陽(yáng),太陽(yáng)輻射強(qiáng)度只有地球上的千分之一。這意味著“新視野號(hào)”所需的電力無(wú)法通過(guò)太陽(yáng)能電池發(fā)電提供,只有核能發(fā)電機(jī)能勝任供電任務(wù)?!靶乱曇疤?hào)”的核能發(fā)電機(jī)位于“新視野號(hào)”的尾部,內(nèi)裝10.9千克二氧化钚,其中的钚-238衰變時(shí)會(huì)釋放出熱量,通過(guò)溫差發(fā)電提供穩(wěn)定的電力。
“新視野號(hào)”是人類目前擁有最快速度的人造飛行器,它在2006年1月19日發(fā)射時(shí)的速度高達(dá)16260米/秒,與能脫離太陽(yáng)引力的逃逸速度或者說(shuō)第三宇宙速度(16700米/秒)非常接近,這是迄今為止人類發(fā)射的速度最快的太空飛行器。
但即使這樣,“新視野號(hào)”依然花了近9年才抵達(dá)柯伊伯帶邊緣,它在這里要完成足以載入地球航天史的一項(xiàng)任務(wù),那就是飛越了人類迄今研究過(guò)的最遙遠(yuǎn)的天體——Ultima Thule,這顆天體位于柯伊伯帶,距太陽(yáng)大約65億公里,比冥王星還遠(yuǎn)約16億公里。這次飛越是宇宙飛行史上距離地球最遠(yuǎn)的一次。
在“新視野號(hào)”飛掠Ultima Thule時(shí),從地球上發(fā)出的指令以光速傳播,將需要6小時(shí)8分鐘才能抵達(dá)新視野號(hào),而反過(guò)來(lái),新視野號(hào)上的數(shù)據(jù)回傳,在發(fā)出后,也要這么久,地球上的天線才能開(kāi)始接收到,而且傳輸?shù)乃俾蕦⒎浅5汀蠹s每秒1000比特,還不到1kb。
這也導(dǎo)致了“新視野號(hào)”飛掠時(shí)拍攝到的照片,直到2020年9月才全部傳回地球,而直到現(xiàn)在,關(guān)于“Ultima Thule”的研究還在持續(xù)。
新視野號(hào)傳回的Ultima Thule天體照片突破了科學(xué)家的認(rèn)知,完全改變了人類對(duì)于柯伊伯帶小型天體結(jié)構(gòu)的想法。(NASA首席調(diào)查員 Alan Stern語(yǔ))NASA則將這種奇怪的形狀稱為“未曾預(yù)料到的神秘”。
這個(gè)天體也引發(fā)了人類的深思:我們對(duì)太陽(yáng)系的認(rèn)知是不是太片面了?
因?yàn)檫@個(gè)天體外形實(shí)在是奇特,它實(shí)際上并不像人類想象的那樣由球形部分組成,相反,它是扁平的,像山東煎餅一樣。形狀看起來(lái)像一個(gè)被壓扁的大雪人,你可以理解為是一個(gè)雪人形狀的煎餅?!疤煅暮=恰睕](méi)有明顯的衛(wèi)星或伴隨著它的可檢測(cè)量的灰塵和氣體,其軌道周期約293年。
雖然說(shuō)人類在宇宙中也發(fā)現(xiàn)過(guò)花生形狀的衛(wèi)星,但那是受到侵蝕之后的模樣,而Ultima Thule完全是原生的。
科學(xué)家初步研究認(rèn)為,“Ultima Thule”呈二裂片結(jié)構(gòu),包括兩個(gè)非常不同的葉瓣結(jié)構(gòu)。它由一個(gè)綽號(hào)為“Ultima”的扁平煎餅狀結(jié)構(gòu)和一個(gè)綽號(hào)為“Thule”的小圓形巖石組成。
作為我們太陽(yáng)系形成的原始元素,“Ultima Thule”花了幾十萬(wàn)年到一百萬(wàn)年的時(shí)間,由分散的小巖石物體在彼此周圍旋轉(zhuǎn),逐漸形成兩塊大的球形巖石。然后這兩顆太空天體很可能被“潮汐鎖定”,在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)逐漸減速。
因?yàn)檫@兩塊巖石是被彼此極其微弱的引力以非常緩慢的速度推擠在一起,以至于新視野號(hào)的初步觀察沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何應(yīng)力斷裂或“碰撞”造成的損壞。
而從高清照片上,Thule上有個(gè)直徑約4英里(約6.8公里)的大坑,團(tuán)隊(duì)成員提出了很多潛在的原因,包括撞擊坑,從Ultima Thule內(nèi)部釋放材料或者“倒塌坑”。目前關(guān)于“Ultima Thule”的研究還在繼續(xù),關(guān)于它的許多謎團(tuán)或許在不久之后就會(huì)揭開(kāi)。
但可以肯定的是,Ultima Thule是我們太陽(yáng)系的一個(gè)真實(shí)的古老遺跡,它為科學(xué)家提供了一個(gè)更好的圖像,可以更好地描述行星和星子等是如何開(kāi)始形成的。
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