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人類訪問最遠天體“天涯海角”的最新發現

《科學》雜誌封面:新視野號(New Horizons)科學論文總結了飛越Ultima Thule的早期發現。除了該論文科學成果外,值得注意的是它有超過200位合著者,代表了40多個機構。首席研究員Alan Stern作為任務負責人和第一作者,認為應當為參與成功飛行的所有團隊成員提供作者身份。因此,這篇論文作者包括來自科學、航天器、運營、任務設計、管理與通信團隊、以及其他合作夥伴。

Credits: AAAS/Science

NASA新視野任務團隊發布了2014 MU69的第一張“寫真”,這是有史以來人類探索的最遠天體,它代表構成行星的基石,位於柯伊伯帶(Kuiper Belt,矮行星冥王星外天體密集的盤狀區域)。

新視野號在2019新年飛越MU69,它的別名“Ultima Thule”可以釋為“天涯海角”,但其原釋義更意味深長:“a distant unknown region(遙遠、未知的地方); the extreme limit of travel and discovery(旅行與發現的極限)”。通過分析第一批數據,任務團隊很快發現它比預期要更複雜。飛越僅四個月後,該團隊在5月17日出版的《科學》雜誌上發表了第一篇同行評審的科學成果。

Ultima Thule距地球64億公里,除了打破距離記錄外,這次飛越也是第一次探索保存完好的微行星(planetesimal,行星形成時的遺跡)的太空任務。

《科學》中總結的初步數據揭示了Ultima Thule的發展、地質、與構成。它是個接觸的“雙星系統”,由兩個形狀不同的部分組成,長度大約有36公里。大而扁平部分叫“Ultima”,較小較圓的部分叫“Thule”。如此形狀的成因還是個謎團,可能要追溯到數十億年前它們形成的時候。

很久以前,它們很可能繞行彼此,像柯伊伯帶中的許多雙星系統一樣,直到一些過程將它們“溫柔”地合為一體。這說明它們軌道的大部分動量必須消散,但科學家們還不知道具體原因:可能是由於古代太陽系星雲中氣體的空氣動力,或是它們彈射其他部分以消散能量並縮小軌道。Ultima與Thule對齊的軸線表明,在合並之前它們就潮汐鎖定(tidal locking,一直以同一面面對另一個天體,比如地球和月球)了。

“我們正在研究保存完好的古代遺跡,”西南研究所(Southwest Research Institute)的新視野首席研究員Alan Stern說,“毫無疑問,關於Ultima Thule的發現將推動太陽系形成的理論。”

正如《科學》報導的那樣,新視野研究人員還在研究Ultima Thule的一系列表面特徵,例如亮點和斑塊,丘陵和低谷,以及隕石坑和凸起。最大的窪地有8公里寬,可能是由撞擊形成的,該團隊叫它Maryland撞擊坑(crater)。其他較小的坑可能是由落入地下的東西造成的,或者是由外來的冰從固體轉變為氣體(稱為升華)而留下的。

在顏色和構成上,Ultima Thule類似於許多柯伊伯帶的其他物體。它非常紅,比更大的冥王星(直徑2400公里,新視野於2015年拜訪)還要紅。科學家認為它的紅色是由其表面有機物質的改變引起的。他們在Ultima Thule表面發現了甲醇、水冰(water ice)、和有機分子的證據,這種混合結果與之前航天器探索過的大多數含冰天體截然不同。

飛越的數據傳輸仍在繼續,將持續到2020年夏末。其間,新視野會遠距離觀測其他柯伊伯帶天體(Kuiper Belt objects,KBO)。 由於離它們較遠,新視野無法進行詳細觀測,但團隊可以測量它們的亮度等。 此外,新視野還將繼續繪製柯伊伯帶中的帶電粒子異塵餘生和塵埃環境。

新視野號現在正常運行,距離地球66億公里,以每小時近53000公里的速度進入柯伊伯帶。

這張合成圖刊登在5月17日《科學》雜誌的封面上, 根據NASA新視野號獲得的數據編制而成,結合了增強的色彩數據(接近人眼所見)和詳細的高分辨率全色圖像。

Credits: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Roman Tkachenko

參考

https://www.nasa.gov/feature/nasa-s-new-horizons-team-publishes-first-kuiper-belt-flyby-science-results

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