64億公里外!新視野號正在探索這顆人類史上最遠“雪人”天體!

2015年7月,來自美國國家航空航天局(NASA)的“新視野號”(New Horizons)探測器飛越冥王星,並向著有史以來人類將要探測的距離最遠的天體:2014MU69。

當2019年1月1日,新視野號成功到達2014 MU69附近時,人類將要做的成為了現實!這顆小天體是人類2019年為止探索過的最遠天體!科學家沸騰了!

“我們創造了一項紀錄!”“新視野”號的首席研究員艾倫·斯特恩(Alan Stern)在這次飛越之後激動地說:我們比冥王星要遠十億英里,現在我們要繼續進入柯伊伯帶探索這顆天體的奧秘!

64億公里外!新視野號正在探索這顆人類史上最遠“雪人”天體!


冥王星和2014MU69都位於柯伊伯帶(Kuiper Belt)內。柯伊伯帶是太陽系外圍的早期天體聚集地。這些天體被認為是來自早期太陽系的原始樣本,通過與更大天體的引力相互作用而被拋擲到邊界層,這些大天體隨後會成長為行星。科學家稱對它們的研究將揭示太陽系在其生命的最初階段所發生的奧秘。

早在2003年,美國國家科學院(National Academy of Sciences)關於行星十年調查(planet Decadal Survey)就強烈建議對冥王星的訪問包括飛越柯伊伯帶天體(KBOs),可以使我們對太陽系中此前未被探索的部分有更深入的瞭解。後來“新地平線”號於2006年發射升空,為這次飛越提供了額外的燃料,其動力和通信系統都足夠在未來數年在冥王星軌道以外的地方工作。

64億公里外!新視野號正在探索這顆人類史上最遠“雪人”天體!


2011年,“新視野號”的科學家們使用地面望遠鏡開始尋找第二個目標,但所有新發現都沒有進入“新視野號”的目標。2014年,哈勃太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)加入了搜尋行動,找到了5個可能的目標。其中之一是2014MU69。2015年8月,新視野團隊選擇2014年MU69作為下一個潛在目標。

提到關於新視野號的目標,斯特恩說:“2014MU69是一個很好的選擇,因為它就是那種古老的KBO,是在它的現有軌道上形成的。”“此外,與其他候選目標相比,KBO實現目標所需的燃料更少,它位於冥王星16億公里之外,可以為飛越節約更多燃料,用於輔助科學,並增加了燃料儲備,以防範不可預見的情況。”

2017年,“新視野”團隊向公眾徵求了為KBO取外號的建議,最後決定了這個稱號:Ultima Thule,意思是“超越已知世界”或者“終極之地”。“MU69是人類的下一個終極目標,”當名字公佈時,斯特恩說。這個綽號引起了爭議,因為它在歷史上代表的是納粹先驅和現代使用的極端組織。然而,“新視野”團隊決定繼續使用這個暱稱,儘管它有潛在的負面關係。

斯特恩堅定地說:“新視野號的意義代表永遠的探索,和終極之地這個詞有異曲同工之妙,它是很老,但是意義很深刻。並且就因為一些邪惡的人或組織曾經喜歡這個詞,所以我們不會讓他們劫持它。

2018年12月31日,距離地球40億英里的柯伊伯帶天體Ultima Thule被美國國家航空航天局的“新視野”號宇宙飛船觀測到,它是宇宙飛船所訪問過的最遠的天體。

當像KBO這樣的天體在地球和恆星之間運行時,天文學家可以利用星光來研究遙遠的目標,這種技術被稱為恆星掩星。2017年6月3日、7月10日和7月17日,Ultima Thule穿梭於地球和幾顆不同的恆星之間——每天一顆。每個事件只持續2秒左右,只能從地球上的陸地和海洋的狹窄地帶看到。

“這項工作歷時6個月,使用了3架探測器、24架便攜式地面望遠鏡和美國宇航局的索非亞機載天文臺。這是天文學歷史上最具挑戰性的掩星現象,但我們做到了!”斯特恩說。“我們首次發現了2014年MU69的形狀和大小,這是柯伊伯帶的科學寶藏,我們將在17個多月後進行探索。”多虧了這次成功,我們現在可以更有信心地計劃接下來的飛行了。

2017年的三次觀測結果都顯示,Ultima Thule衛星並沒有在預期的軌道上運行。而且,在7月10日的觀測中出現的一個小光點讓天文學家感到困惑,因為它看起來像是MU69,但是實際上是兩個獨立的天體。綜合起來,結果表明MU69並不是獨自在太空中旋轉。天文學家紛紛認為MU69可能至少有一顆衛星,甚至是一群自然衛星。但是後來結果證明他們錯了!

2019年1月1日,美國東部時間12:33分,“新視野”號成功飛越了2014MU69,創造了歷史,並推翻了科學家先前對2014MU69的判斷。由於Ultima Thule距離地球如此之遠,以至於直到將近10個小時過去後,科學家才確認這次任務成功完成並創造了歷史。

在這次飛越中,“新地平線”號在距離終極之地約3540公里的地方經過了它的最後一極,這比它經過冥王星近了5800英里(9300公里)。

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在這次飛越之後,NASA發佈了第一張經過解析的Ultima Thule照片,照片顯示這個21英里(33公里)長的物體由兩個大致球形的葉狀物組成。這兩塊葉狀物在領口處連接得很緊,領口處的材料比其他部位更光亮。

當第一張彩色照片發佈時,科學家驚呆了,簡直像極了中國的葫蘆娃和聖誕節的雪人!研究人員說,這兩個腦葉看起來都是紅色的,可能是由於深空輻射造成的變色。這對極有可能是從兩個獨立的物體逐漸聚集在一起開始的,移動速度不到每小時1.6公里。

科學家稱新視野號拍攝的KBO圖像將有助於我們瞭解這些碎片是如何組合在一起形成太陽系的。

並且他們認為,現在所看到的可能是迄今為止人類探測器所見過的最原始天體,很可能代表著太陽系中任何地方都能看到的最古老、最原始的一類天體。”

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這張柯伊伯帶天體Ultima Thule的第一張彩色照片顯示了該天體在2019年1月1日飛越137000公里時的紅色照片。從左到右:一個增強的彩色圖像,一個高分辨率的黑白圖像,和一個疊加,結合到一個更詳細的視圖。

這個小天體的體積還不到冥王星的1%,直徑不到700公里,這就是為什麼“新視野”號如此近距離觀測的原因,因為它太小了。當然,如此近的距離意味著我們可以看到更多的細節,

獲得詳細的圖像和其他數據,這將徹底改變我們對柯伊伯帶和KBOs的理解。

“新視野號”於2018年8月首次嘗試拍攝了這張照片,當時距離地球還有1億多英里(1.7億公里)。當時,目標仍然是星群中的幾個點之一。

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就在宇宙飛船逼近Ultima Thule的時候,這個物體仍然很難破譯,但是一個不尋常的信號暗示了它的雙葉形狀和旋轉角度。甚至在這一歷史性事件發生前的幾個小時,Ultima Thule還是一個神秘的物體,唯一知道的是它不是圓的。”

KBO的旋轉方式很像對著飛船的時鐘指針,這一謎題直到飛越之前才得以解開。這次近距離接觸發現了它大約15個小時的旋轉週期。

目前新視野號正在研究並整理終極之地的詳細數據,這些數據將需要20個月的時間才能傳回地球。未來幾年,科學家們將仔細研究這些數據,以儘可能多地瞭解柯伊伯帶。

不過預計在2027年之前,新視野將離開終極之地踏上新目標的征程!


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