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2015 年 7 月 14 日，新視野號近距離飛掠了冥王星，最近距離只有 1 萬多公里。現在 8 個月過去了，科學家從新視野號發回的數據里有了哪些驚人發現？

新視野號拍攝的冥王星高分辨率照片，其中上部 " 心形 " 的史潑尼克平原擁有豐富的氮、一氧化碳和甲烷。

就在一年前，冥王星還是新視野號相機鏡頭里不起眼的明亮斑點，與 1930 年克萊德 · 湯博發現它時沒什么兩樣。

但就在這一周的《科學》雜志上，新視野號團隊的科學家們發表了第一套綜合性論文，來描述去年 7 月新視野號近距離飛掠冥王星系統得到的最新探測結果。

來自美國西南研究院 ( SwRI ) 、新視野號首席科學家阿蘭 · 斯特恩 ( Alan Stern ) 介紹說：" 這五篇論文完全改變了以往我們對冥王星的認識，新視野號揭示這顆 " 前第九大行星" 是一個擁有多種地貌、地質活動相當活躍的星球。冥王星表面物質成分令人驚異，且有一個與太陽交互作用復雜的大氣層，以及一群有趣的小衛星。"

去年 7 月 14 日，在深空飛行 9 年，旅途長達 30 億英里 ( 近 50 億公里 ) 的新視野號抵達了它最重要的目標天體 -- 冥王星。新視野號也是迄今從地球出發速度最快的探測器，離開地球時速度達到 16.26 千米 / 秒，在發射后 9 小時就飛過了月球軌道，而阿波羅飛船需要三天。

右下角是冥王星上古老的、布滿隕石坑的地形，呈現暗紅色是因為上面覆蓋有托林 ( tholins ) 這種物質。整幅圖區域寬 420 公里，高 225 公里。

新視野號攜帶的七項儀器獲得了冥王星約 50Gb 的科學數據，這些數據絕大多數是在飛掠前后九天的時間里獲得的。

冥王星的第一張近距離照片顯示了其表面擁有一個巨大的 " 心形 " 地貌特征，向科學家展示了這顆矮行星的冰封世界。這也是人類首次 " 涉足 " 這片遙遠的太陽系邊緣地帶 -- 柯伊伯帶，而冥王星正是柯伊伯帶里迄今發現的最大的天體，這些天體比之前我們建立模型預測的更有趣，也更令人迷惑。

在這之前，科學家們認為柯伊伯帶的天體自形成以來應該變化不大。但新視野號近距離觀測冥王星與冥衛一卡戎 ( Charon ) 的結果卻讓科學家不得不重新思考，究竟什么樣的地質活動可以在這些遙遠的天體上持續這么久。

通過分析冥王星表面物質的成分，科學家們認為今天冥王星復雜多樣的地貌，源自億萬年來冥王星表面物質的持續相互作用。這些物質包括易揮發移動的甲烷冰、氮冰與一氧化碳冰，以及在冥王星低溫表面較穩定的水冰。

來自洛厄爾天文臺的科學家、論文第一作者威爾 · 格蘭迪 ( Will Grundy ) 介紹說：" 我們注意到表面易揮發冰類物質的分布變化，這說明冥王星有奇妙的揮發 - 冷凝循環過程。相比較地球上的水循環，冥王星的這個物質循環過程更豐富，至少有三種物質參與，并且這個相互作用過程我們現在還沒有弄明白，但是我們肯定它們的相互作用讓冥王星整個表面發生了變化。"

新視野號拍攝的霧霾狀的冥王星大氣層，冥王星大氣呈層狀分布，照片里大約分 20 層，并橫向延伸數百公里。

科學家們也發現冥王星上空分層的霧靄狀大氣，并且大氣層比預期更冷更稠密，這影響到冥王星的上層大氣如何逃逸到宇宙空間，以及如何與太陽風中的帶電粒子流相互作用。

在這之前，科學家認為從冥王星大氣逃逸損失的物質會非常多，就像彗星揮發的彗尾一樣。但實際上，冥王星大氣物質逃逸速度并不快，反倒和我們地球大氣層很相似�？茖W家們發現冥王星大氣逃逸的氣體主要是甲烷，而不是氮氣，這是相當令人驚訝的，因為冥王星近表大氣有 99% 的組成是氮氣。

科學家也對冥王星的四顆小衛星進行了首次近距離成像分析，這些衛星是在 2005 年至 2012 年間發現的。其中冥衛二尼克斯 ( Nix ) 和冥衛三許德拉 ( Hydra ) 直徑約 40 千米，冥衛四科伯羅司 ( Kerberos ) 與冥衛五斯堤克斯 ( Styx ) 直徑約 10 千米。科學家發現這些小衛星有異常高且不規律的旋轉速度，以及不尋常的極向一致性。這些衛星都有明亮的冰層表面，且顏色與冥王星和冥衛一卡戎很不一樣。

有證據證明其中幾顆小衛星是由早期更小的碎片合并而成，并且表面地質年齡至少已有 40 億年。這兩條探測結果支持科學家此前對這些小衛星形成的假設：在冥王星 - 冥衛一雙星系統形成期間，這些小衛星由很多碎片碰撞形成。

目前，科學家已接收到一半新視野號飛掠冥王星所獲得數據，這些數據以無線電信號的形式光速傳回地球需要五個小時，所有冥王星的科學數據將在 2016 年底全部發回。

上圖為冥王星 " 心形 " 的史潑尼克平原局部高清特寫，分辨率 160 米 / 像素 ; 下圖為位于冥衛一赤道上，武爾坎平原附近的地貌，分辨率 320 米 / 像素。

以下為新視野號的九大新發現：

01. 由表面撞擊坑數量計算，冥王星在過去 40 億年里一直處于地質活躍狀態。此外，冥王星心形區域里光滑的 " 史潑尼克平原 ( Sputnik Planum ) " 沒有探測到任何隕石坑，地質年齡非常年輕，不超過 1000 萬年。

02. 冥王星最大衛星冥衛一卡戎擁有一個古老的表面。例如，卡戎赤道附近的武爾坎平原 ( Vulcan Planum ) 可能是在 40 億年前，由大量冰火山的噴發物流動形成的。這些流動的噴發物源自卡戎遠古時期的地下海洋，從地殼破裂處噴發出來。

03. 冥王星表面物質呈現區域性分布特征：有些區域氮較為豐富，有些甲烷較為豐富，而有些區域水冰分布較為集中，這樣的發現已經非常讓人驚訝，同時這種分布也為了解冥王星地質歷史與氣候變化創建了拼圖。在外太陽系，冥王星表面的物質變化是前所未有的。

04. 冥王星上層大氣溫度比之前預測的要低很多，這對冥王星大氣逃逸速率有重要影響，但為什么冥王星大氣層比預想的要冷仍是一個謎。

05. 新視野號對冥王星大氣中許多重要組成成分 ( 包括分子氮、甲烷、乙炔、乙烯、乙烷 ) 進行了測量，并首次繪制出高度函數。

06. 同樣也是首次，冥王星霧霾狀大氣層一種可能的形成機制被發現。這種機制涉及由浮力波影響的大氣中混濁顆粒的濃度，由風吹過冥王星山區形成。

07. 在飛掠冥王星前，因為發現了其他小型衛星，引發了對冥王星系統中可能存在冰與巖石碎片的擔憂。但是新視野號攜帶的塵埃計數器在飛掠前五天內，只發現了零星的塵埃粒子，這表明冥王星周圍區域實際上不是充滿了碎片。

08. 新視野號揭示了太陽風和冥王星大氣之間的相互作用區域，在向著太陽的一面只有 7000 公里，不到冥王星半徑的 6 倍，這比之前預期的要小的多。這可能是因為冥王星大氣逃逸速率低于此前建模得到的結果，而之前建立的模型源于對冥王星紫外大氣掩星的觀測數據。

09. 冥王星四顆小衛星擁有較高的反照率，大約 50%~80%。這與柯伊伯帶上其他小天體較低的反照率非常不同，其他小天體反照率只有 5%~20%。這說明了這四顆小衛星并不是冥王星從柯伊伯帶里俘獲的，而是在早期形成整個冥王星衛星系統的過程中，大型撞擊產生的物質盤聚合形成。

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