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冥王星之外,人类如何探索神秘柯伊伯带?

2015-7-17不详佚名
”斯特恩说。当冥王星沿着椭圆形轨道公转时,它的表面温度一段时间内会很高,过后又会很低,如此反复,这个过程形成了冥王星稀薄的大气条件,也使得冥王星表面的陨石坑每过一段时间就会被“抹掉”。然而,卡戎没有大气,这就意味着所有撞击痕迹都会保留下来。“你可以比较冥王星和卡戎,”斯特恩说,“然后就可以弄清楚陨石撞击的过往变化——在今天和远古时期,陨石的大小有什么不同。”

“新地平线”号也试图寻找地下海洋的信号。木星和土星的某些卫星——木卫二(Europa)、木卫三(Ganymede)、土卫二(Enceladus)和土卫六(Titan),在它们冰封的厚厚表壳之下,行星科学家已经发现了隐匿其中的海洋。如果冥王星上存在冰间歇泉或冰火山的话,这将是一条线索,表明它的内部是温暖且充满流体的——冥王星岩石核心之中的放射性同位素发生衰变,就有可能导致这样的结果。即使没有明显的表面热活动证据,探测器上携带的红外相机也可以探测到其表面的热点。至于冥王星的内部存在生命这一想法,尽管完全是猜测,不过由于液态水是我们所知的生命形式的必要组成部分,假如可以在冥王星内部发现液态水,至少这个猜测就变得更加靠谱。

“新地平线”号将花5个月时间,开展上述所有研究以及其他一些研究。在呼啸着掠过这颗矮行星的那几天,“新视野”号会开展最密集的观测。不过,它需要花上大约16个月的时间,将数据穿越50亿千米的浩渺太空,一点点地传回地球。

与彗星共舞

“罗塞塔”号要花上差不多的时间来绕着67P彗星飞行。和“新地平线”号高速飞掠冥王星不同,“罗塞塔”号会与67P彗星在一起待上15个月。这让它可以解答以下问题:67P彗星的精确化学组成及其内部结构等。这些问题的答案非常重要,有助于科学家弄清楚组成原初柯伊伯带的气体和尘埃的性质。目前,科学家对此的理解还十分粗浅,他们还没有找到任何确凿的证据来敲定任何一种假说,也没法否定某一种假说。“罗塞塔”号的发现,将帮助研究人员第一次找到一个令人信服的理论。

当这颗彗星离太阳越来越近、逐渐苏醒时,“罗塞塔”号和它的着陆器“菲莱”号,能够第一时间目睹这一过程。“到了2015年的夏天,也就是彗星的活动达到最高峰时,每分钟都有1 000千克的物质从彗核中抛射出来。我们的探测器将伴随在彗星身旁,”这个项目的首席研究员、欧洲空间局的马特·泰勒(Matt Taylor)说。研究人员现在还不清楚,这些抛射物质究竟来自彗星的整个表面,还是从某些局部热点喷出。一年以后,这个问题将有答案。到那时,行星科学家将会理解彗星损失冰体并且消耗殆尽的原因和方式。

“罗塞塔”号也会回答一些与我们密切相关的问题。比如,地球上的水分从何而来?许多行星科学家相信,是太阳系早期的一场“彗星暴雨”把水送到了地球。“罗塞塔”号将检测67P彗星上水分子的化学性质,并与地球上的水分子作比较,来验证这个假说。早先,赫歇尔空间天文台(Herschel Space Observatory)就发现了一些证据,这些证据表明,一些彗星上的水分中,氢原子和氘原子(氢的一种较重的同位素)的比例和地球海洋中的相同。不过,“罗塞塔”号上的设备将会更细致地观测彗星的水分和其他物质,比如富含碳元素的有机成分,这些物质可能在生命起源中起到了一定的作用。

“罗塞塔”号和“菲莱”号着陆器也将一起回答另一个问题:彗星是一整块大脏冰,还是许多小冰块在自身引力下松散地粘合在一起?当“罗塞塔”号和“菲莱”号分处彗星两侧时,“罗塞塔”号将向“菲莱”发射一束无线电信号,这束信号将穿过彗星再被“菲莱”号反射回来,整个过程就像医院做CT一样。这一过程将第一次把彗星的内部结构展现给科学家。

不幸的是,67P彗星无法被肉眼看到,彗星和其他柯伊伯带天体也是如此。我们需要借助放大设备才能知道彗星在那里。正因为如此,科学家直到最近才了解到柯伊伯带的存在,并认识到在太阳系的结构和历史上,柯伊伯带可能起到了关键作用。

到2015年年底,得益于10年前发射的这两艘探测器,我们将获得前所未有的新见解与新知识。

本文来源:不详 作者:佚名

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