新視野號為人類拍攝的珍貴畫面不僅是這張冥王星的照片,它還到達了柯伊伯帶,拍攝了外太空的真實照片,讓人類看到了外太陽系和“天涯海角”。
宇宙由無數星系組成,我們的太陽系是其中之壹。太陽系的核心是太陽。受太陽風和太陽引力的影響,八大行星以固定的軌道圍繞太陽運行。
八大行星從離太陽最近的壹顆開始依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。45.68億年前,無數中心物質相互吸引,凝聚形成高溫液態恒星太陽。之後,強烈的太陽風吹走了周圍所有的物質,只剩下8顆行星圍繞太陽旋轉,而密度較大的固體行星水星、金星、地球和火星都離太陽很近。
四顆氣態行星木星、土星、海王星和天王星,密度較小,沒有固體表面,距離太陽稍遠。在固態的火星和氣態的土星之間有無數的小行星帶。正是這些數不清的天體組成了龐大的太陽系。
太陽系如此浩瀚,人類至今無法穿越太陽系,甚至連太陽系的邊界都看不到。而且因為沒有直接證據,太陽系的邊界還有很多爭議。
有人認為太陽系的範圍在冥王星的軌道範圍內,所以太陽系的半徑有40個天文單位(1個天文單位= 150萬公裏)。但有了人類的觀測,冥王星之外的天體也在繞著太陽轉,這立刻被科學家否定了。也有人認為太陽系的範圍是柯伊伯帶離太陽的位置,整個太陽系的半徑大約是50~1000天文單位。
有人認為太陽對其他天體的影響遠不止這個範圍,應該以太陽引力所能控制的範圍為準,即太陽系半徑可以達到驚人的1.5 ~ 23萬天文單位。
因為太陽系的範圍太大,地球上的望遠鏡無法觀測到它的邊界,所以很多探測器被送到太空拍照,傳回地球供人類研究。新視野號是壹直執行兩項主要任務的探測器之壹,在經歷了曲折的發射過程後成功執行了任務。
新視野號是美國研制的無人飛船。主要由動力系統、通信系統和科學平臺三部分組成。它的主要任務是接近冥王星,探索柯伊伯帶。
新視野2001被美國國家航空航天局選中,並作為確認項目開始研發制造。2015年成功移至發射臺,計劃於次年6月65438+10月7日發射。但由於大風天氣,第壹次發射暫停,第二天又因停電暫停第二次發射。直到第三天,由於天氣原因,發射推遲了壹段時間。
2006年是冥王星的發現者克萊德·湯博的100歲生日。為了紀念他對人類探索宇宙的傑出貢獻,在家人的建議下,他的28g骨灰被新視野號帶上了外太空。此外,新視野號還攜帶了其他8件物品,包括來自美國佛羅裏達州的硬幣、美國國旗、印有冥王星照片的郵票以及尚未探測到的文字。
經過長達9年半的漫長時間,新視野號飛行了整整48億公裏,然後在2015年與冥王星擦肩而過,最終近距離接觸了這顆被九大行星驅逐的矮行星,並為其拍攝了大量照片。這是人類第壹次借助新視野號如此近距離地觀察這顆矮行星的真實面貌。
在完成接近冥王星的任務後,新視野號在木星引力的幫助下出發前往柯伊伯帶。2015開始觀測和接近柯伊伯帶,為人類拍攝了大量珍貴的照片。
直到今年4月,新視野號探索柯伊伯帶的任務才最終結束。雖然它的兩次任務已經完成,但還沒有返回,它將帶著9件具有特殊意義的物品飛往柯伊伯。神秘的柯伊伯帶隱藏著哪些秘密等待人類去發現?
早在1951,科學家就觀測到除了離太陽最遠的海王星之外,還有很多天體,於是荷蘭籍天文學家率先提出,除了海王星之外,還有另壹個類似小行星帶的天體,這個天體群的形狀類似於壹個拉長的圓盤。但當時沒有望遠鏡能看到這麽遠的距離,所以直到1992才證實了這個理論。這個狹長的區域,用了41年才證明了它的存在,被天文學家命名為柯伊伯帶。
隨著航天技術的不斷發展,柯伊伯帶的真實面紗逐漸被揭開。柯伊伯帶的寬度是25個天文單位,大約是小行星帶的20倍。裏面有很多天體,密集地聚集在壹起,質量比太陽系的小行星大幾十倍甚至上百倍。
更神奇的是,柯伊伯帶中的天體有著絢麗多變的顏色,包括黑色、白色、藍色甚至大紅色。如此絢麗的顏色表明這些天體可能含有許多物質,但具體原因仍在進壹步了解中。科學家懷疑柯伊伯帶是彗星的發源地。
雖然柯伊伯帶體積較大,但其內部天體結構非常特殊。因為這個區域的天體大部分是由甲烷、氨和水組成的冰冷天體,所以這些天體的直徑大部分不會超過100公裏。
此外,壹些科學家推測,由於太陽風的影響,柯伊伯帶的重量正在減少。也許40億年前,這裏的粒子比現在多得多。
目前人類已經在柯伊伯帶發現了三顆矮行星,除了前面提到的冥王星,還有懷孕女神和鳥類女神。
懷孕女神的形狀像壹個橢圓形的飛行蛋糕。它的長度是寬度的兩倍,但厚度小於寬度,質量只有冥王星的三分之壹。懷孕女神在2004年被發現,但直到2008年才被命名。
鳥神星的直徑是冥王星的四分之三,但比冥王星亮20%左右。但由於其軌道離黃道太遠,比冥王星和孕星發現得晚。
除了這些矮行星,新視野號還拍攝了柯伊伯帶的地球兩端。這個中國首次發現的天體長什麽樣?它的秘密是什麽?
在觀測柯伊伯帶的任務中,新視野號拍攝到了壹個看起來像連體嬰兒的天體。這顆行星就是早在1997年中國天文學家首次發現的小行星“天涯海角”。
當時他們暫時將“天涯海角”編號為1997LK,隨後“天涯海角”正式編號為KBO 2014 MU69。“天涯海角”距離地球約66億公裏,是迄今為止人類觀測到的最遠的小行星。因為離太陽太遠,繞太陽壹周需要295年,地表最高溫度只有-218。
天涯海角直徑約20公裏,而海角直徑只有16公裏。科學家推測,最初是兩個相互環繞的雙星系統,但隨著時間的推移,兩個星球越走越近,最後慢慢走到了壹起。因為他們的接近速度低於3m/s,所以沒有碰撞。
之後兩個星球的甲烷和壹氧化碳慢慢逃逸,兩個天體的物質慢慢相互融合,最終形成壹個整體。有趣的是,在地球的兩端,都有長時間紫外線照射留下的碳分子痕跡。因此,我們有理由相信,在這顆奇妙的星球上,可能存在有機物。
除了碳,在地球的兩端還有甲醇和水冰的痕跡。除了天涯海角,柯伊伯帶還有其他特殊天體嗎?
隨著監測外太空的設備越來越先進,越來越多的天體可以被人類觀測到。柯伊伯帶的壹個天體引起了科學家的註意。
這個天體的特別之處在於,與大多數天體的橢圓軌道不同,它的軌道幾乎是圓形的,並且它的軌道相對於其他天體的軌道平面傾斜了47度。這樣的特殊情況很難用外太陽系的形成理論來解釋。如果不是孤例,很可能是顛覆宇宙形成理論的存在。這個在宇宙中幾乎獨壹無二的星球叫做巴菲。
目前太陽系外高橢圓率軌道的天體,距離海王星都在50天文單位以內,被科學家稱為散射盤天體,因為這些天體之所以能跑到如此奇特的位置,是受引力彈弓效應的影響。
但是巴菲距離太陽有58個天文單位,所以它出現在這裏的原因值得科學家去探索。按道理來說,外太陽的天體都是有規律形成的,所以它們的運行軌跡都差不多。
但是Buffy的軌道和其他天體有很大的不同,有壹個奇怪的傾斜角度,真的很混亂。如果它和其他天體是在同壹時間、同壹原因形成的,為什麽它的運行規律卻完全不同?目前人們對Buffy的了解僅僅停留在壹些可觀測數據的層面。
比如Buffy的大小約為冥王星的壹半,直徑約為500 km ~1000 km。國際天文學聯合會將其正式編號為2004 XRl90。至於Buffy是怎麽得到現在的軌道的,是海王星膨脹導致的復雜引力還是像其他散射盤天體壹樣被彈射出來的?我們不知道。也許有壹天,科學家們會找出巴菲軌道形成的真正原因,也不壹定非要打開壹扇新的宇宙知識之門。
人類發現冥王星是第九大行星,進壹步了解後,將它從九大行星的行列中剔除。人類探索了柯伊伯帶,發現了天涯海角和巴菲,並推測了它們的成因和特性。
在壹次又壹次的探索中,人類對宇宙的了解越來越多。雖然我們對宇宙的探索從未停止,但宇宙中仍隱藏著許多秘密等待我們去發現和解密。希望我們能在無盡的探索下,逐漸揭開宇宙的奧秘。