NASA「新視野」號飛掠迄今最遠天體「天涯海角」

　　2018年12月21日從NASA方面得到的藝術家插圖，描繪了「新視野」號飛掠「天涯海角」小行星的場景。圖/視覺中國

NASA「新視野」號飛掠迄今最遠天體

　　據NASA官網，當地時間1月1日，美國國家航空航天局（NASA）「新視野」號探測器將飛掠柯伊伯帶的小行星2014MU69，這將是航天器探索史上的最遠天體。科學家對這個昵稱為「天涯海角」的小行星知之甚少，屆時「新視野」號將近距離飛掠此天體，揭開它的神秘面紗。

　　為什麼選擇「天涯海角」？

　　據美國科技雜誌《連線》，早在2014年，天文學家利用哈勃太空望遠鏡成功地發現了一些新的柯伊伯帶天體，其中就包括2014MU69（在取得它的足夠軌道資料後由小行星中心編號），並將這個小行星列為「新視野」號飛掠冥王星後的下一個探測目標。「天涯海角」這個昵稱來自於一場全球徵集活動，任務團隊在34000個候選名稱中選中了這個詞，因為2014MU69對地面望遠鏡而言太過於暗淡，科學家無法觀測到具體情況，「天涯海角」則寓意著未知的世界。

　　對於NASA如何選中了「天涯海角」這個小行星，BBC分析稱，科學家想要探測比冥王星更遠的天體，「天涯海角」則恰好處於「新視野」號能力可到達的範圍內。

　　中國航天科工二院研究員、國際宇航聯合會空間運輸委員會副主席楊宇光表示，「新視野」號之所以選擇「天涯海角」作為探測目標，重要原因是探測器的能量限制。「新視野」號的主任務是探測冥王星，探測冥王星的時候是飛掠而不是環繞，但其實進入它的軌道環繞是最最理想的方式，為什麼做不到？就是因為能量限制，如果要讓探測器制動剎車，消耗的能量太大。當「新視野」號飛掠過冥王星後，調整自己軌道能力已經極弱了，因此只能在它有限的可調整範圍內選擇一個路徑相對較近的小行星，所以並不是完全主動去選擇「天涯海角」，而是沒有多少可選擇的餘地。

　　「天涯海角」具體什麼形狀？

　　「『天涯海角』什麼形狀？由什麼構成？是否有大氣？無人知曉。」「新視野」號首席研究員艾倫·斯特恩說道。NASA介紹，根據現有的探測資料，「天涯海角」距離地球約65億公里，距離冥王星約16億公里，它形成於柯伊伯帶的冰凍區，溫度極低，這樣的環境更加完好地保留其形成之初的原始狀態。「新視野」號任務團隊通過太空望遠鏡觀測「天涯海角」的飛影，認為其形狀有可能是相互環繞的兩個物體，也可能是兩個物體相連，如啞鈴狀。而它的直徑大約只有30公里，比冥王星的體積小得多。

　　在過去幾個月里，NASA研究人員通過「新視野」號對「天涯海角」進行持續拍攝，他們發現無法檢測到這顆小行星的任何光變曲線，即不知道它是否在自轉或相對於恆星進行移動。「新視野」號首席研究員艾倫·斯特表示：「在確定它不是球體的情況下，自轉時應該能檢測到光變曲線，但是我們並沒有發現，這真的是一個謎。」據《紐約時報》，美國西南研究院的天文學家馬克·布伊博士分析，有兩種情況導致這一情況，一種是「新視野」號的路線和「天涯海角」的自轉軸重合，另一種情況是「天涯海角」可能被一團塵埃所包圍，這些塵埃掩蓋了它的光曲線。他說，「這是我們所研究過太陽系中最古老的遺迹」。

　　「新視野」號此次探測目標是什麼？

　　NASA方面稱，「新視野」號1月1日將以52000公里時間速飛掠「天涯海角」，屆時探測器與這一小行星的距離將只有3500公里，比2015年飛掠冥王星時的距離近了三分之二以上。

　　「新視野」號探測器裝配了Ralph影像及紅外線成像儀等科學儀器。當其飛掠「天涯海角」時，這些設備將用於拍攝天體的彩色及黑白圖像、繪製結構和地形、搜索天體表面的氣體和成分、測量溫度等。《連線》稱，因為探測器與天體距離很近，可以拍攝到非常細緻的高解析度圖像，清晰度將是冥王星圖像的兩倍。「天涯海角」的影像資料將會成為截至目前所有小行星照片中最詳盡的。不過，科學家們還無法確信「新視野」是否能帶回清晰的照片，因為「天涯海角」的自轉速度可能很快，照片可能會模糊。

　　NASA官網上的「新視野」號任務計劃顯示，當探測器飛掠「天涯海角」，地面需要等待大約6小時才能接收到它的信號。隨後的20個月內，「新視野」號將陸續向地面傳回搜集到的數據和拍攝的照片。

　　據《紐約時報》，負責「新視野」號拍攝任務的科學家哈羅德·韋弗博士說，當「新視野」號觀察「天涯海角」時，實際上也是在觀測四十多億年前行星生成與太陽繫結構形成的時刻。探測器收集的數據將有助於了解早期太陽系的物理和化學環境，也能幫助科學家們了解太陽系外其他的行星系統。

　　■ 釋疑

　　科學家為什麼要對柯伊伯帶進行探索？

　　「新視野」號之前探測的冥王星以及此次將飛掠的「天涯海角」都是柯伊伯帶的小行星。柯伊伯帶位於海王星軌道之外的太陽系盡頭，這一區域存在著數量龐大的星體。科學家為什麼要對柯伊伯帶進行探索呢？

　　楊宇光解釋，在柯伊伯帶，富含甲烷、水、水冰的天體比較多，總體而言質量都比較小。柯伊伯帶形成於太陽系早期，它保留了太陽系早期很多痕迹。而且柯伊伯帶天體基本都處在冰凍區，接收到的太陽光很弱，處於非常冰冷的狀態，不像一些彗星進入太陽系內部軌道，離太陽比較近的時候表面物質就會蒸發。像「天涯海角」這樣的天體可能就和幾十億年前太陽系形成時候的狀態沒有太大的差別，對了解整個太陽系是非常有用的。

　　不過，對柯伊伯帶的遙遠天體進行探測的任務還較少。楊宇光表示，目前深空探測不是以去往更遠天體探測為重點的，因為限制比較多，工程難度也比較高。目前的幾個大的探測器都是藉助木星的引力加速，而木星繞太陽轉的周期超過11年，所以後續探測需要等待窗口期。而且外太陽系探索要求探測器的規模非常大，所以實現起來也比較困難。現在探測的重點還是火星、月球這些天體。

　　「新視野」號的軌跡

　　●2006年1月19日 

　　「新視野」號發射，飛船直接進入了地球和太陽的逃逸軌道，是人類有史以來以最快發射速度離開地球的高速飛行器，也是第一艘飛越和研究冥王星及其衛星的空間探測器。

　　●2007年2月28日 

　　「新視野」號飛掠木星，向地球傳輸了關於木星大氣和磁層的全部信息以及有關木星衛星的數據。同時，探測器藉助木星引力進行加速，使飛船飛行速度提升到1.45萬公里每小時，飛向遙遠的冥王星。

　　●2015年7月15日 

　　「新視野」號飛掠冥王星，最近時與冥王星相距12500公里，它是第一艘飛越和研究冥王星的空間探測器。任務中，「新視野」號向地球發送了大量的冥王星及其矮行星系統的照片。

　　●2019年1月1日 

　　「新視野」號飛掠「天涯海角」。NASA估計，飛越過後，「新視野」號需要用超過十年的時間才能穿越柯伊伯帶，進入星際空間。期間，「新視野」號團隊將會尋找下一個探測目標。

　　新京報記者 陳沁涵

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