初步科學(xué)探測(cè)結(jié)果

　　在近日舉行的新聞發(fā)布會(huì)上，新視野號(hào)探測(cè)器項(xiàng)目組公布了一些最初步的冥王星系統(tǒng)科學(xué)探測(cè)結(jié)果，主要有以下幾個(gè)要點(diǎn)：

　　根據(jù)新視野探測(cè)器獲取的最新圖像測(cè)算，大大降低了此前對(duì)冥王星直徑數(shù)據(jù)估算中存在的不確定性。據(jù)新視野號(hào)探測(cè)項(xiàng)目首席科學(xué)家阿蘭·斯特恩表示：冥王星的半徑最新測(cè)定數(shù)據(jù)約為1185 +/- 10公里，因此其直徑就是2370 +/- 20 公里。

　　這一直徑數(shù)據(jù)意味著冥王星要比鬩神星更大，也就意味著冥王星是柯伊伯帶已知最大的天體。由于鬩神星沒(méi)有大氣層，我們可以借助掩星方法得到非常精確的直徑測(cè)量數(shù)據(jù)：2336 +/- 12公里。

　　不過(guò)，冥王星的直徑比原先的測(cè)定數(shù)值更大也就意味著冥王星的密度更低，也就意味著其組成成分中水冰的含量要比原來(lái)估算的更高。但到目前為止所有這些結(jié)果都還只是非常粗略的，更加精確的結(jié)果還需要等待一段時(shí)間。但這一初步結(jié)果已經(jīng)讓冥王星和鬩神星之間的密度差異更加擴(kuò)大(鬩神星的質(zhì)量要比冥王星大27%左右)，表明兩者的形成歷史存在很大差異。

　　而冥王星比原先更大的直徑數(shù)據(jù)也意味著它的大氣層要比原先設(shè)想的更薄，其大氣的最底層(對(duì)流層)的深度也要低于原有估計(jì)。大氣科學(xué)家們還需要一定的時(shí)間才能判斷這一探測(cè)結(jié)果對(duì)于他們手中現(xiàn)有的冥王星大氣模型意味著什么。

　　在接下來(lái)的幾天時(shí)間里，隨著更高分辨率圖像的下載，冥王星的直徑數(shù)據(jù)將被更加精確的測(cè)定。同時(shí)斯特恩也提到他們利用相同的方法測(cè)定了冥衛(wèi)一卡戎的直徑大小。此前利用掩星方法已經(jīng)得到了卡戎的直徑數(shù)據(jù)為602.4 +/- 1.6公里，斯特恩表示，新視野號(hào)探測(cè)器的結(jié)果“證實(shí)了這一說(shuō)法”。

　　新視野號(hào)探測(cè)器對(duì)冥王星地表物質(zhì)成分的測(cè)定結(jié)果證實(shí)冥王星擁有一個(gè)極冠，其主要成分是甲烷和氮形成的冰。人們?cè)诖酥氨阋呀?jīng)猜測(cè)冥王星上可能存在極冠，但此次新視野號(hào)探測(cè)器則是首次清楚地將這一結(jié)構(gòu)與其他區(qū)域區(qū)分開來(lái)并確認(rèn)其極冠冰蓋的確存在。斯特恩表示：“這些首次獲得的不同區(qū)域成分測(cè)量數(shù)據(jù)讓我們得以了解到冥王星的極冠區(qū)域的成分與其他暗色區(qū)域的成分之間是存在顯著差異性的。”

　　在抵達(dá)最近位置之前的5天，新視野號(hào)探測(cè)器發(fā)現(xiàn)冥王星大氣中有氮離子正在向外逃逸。目睹這一現(xiàn)象本身并不令人感到意外，但在如此早的時(shí)間目睹這一現(xiàn)象則有些出乎科學(xué)家們的預(yù)料。他們?cè)阮A(yù)計(jì)還需要再過(guò)24~48小時(shí)(即還需要再靠近約100~250萬(wàn)公里)才能觀察到這一現(xiàn)象。那么現(xiàn)在得到這樣的結(jié)果只有兩種可能性，要么說(shuō)明冥王星大氣物質(zhì)的逃逸率要高于科學(xué)家們此前的預(yù)計(jì)，或者就是這種逃逸是基于一種完全不同的機(jī)制發(fā)生的。

　　在新聞發(fā)布會(huì)的最后，斯特恩進(jìn)一步就這個(gè)問(wèn)題做了闡述，他提到：“(發(fā)生這種現(xiàn)象)要么是逃逸率比較高，要么就是某種將中性粒子轉(zhuǎn)換為離子的機(jī)制具有很高的效率，再或者就是存在某種機(jī)制，能夠使得大量離子加速逃逸。”在木星，科學(xué)家們注意到其電離層非常不均勻，在某些區(qū)域上硫離子和氧離子的濃度較高。而此次新視野號(hào)探測(cè)器項(xiàng)目組的科學(xué)家們注意到還不能確認(rèn)在冥王星上是否也存在類似的現(xiàn)象，可能還需要更多時(shí)間去揭曉答案。

　　冥王星系統(tǒng)基本資料：

　　冥王星(Pluto)為太陽(yáng)系內(nèi)已知質(zhì)量第二大的矮行星(僅次于鬩神星)，直徑約2300公里(相比之下，月球直徑約3470公里)，它也可能是柯伊伯帶中體積最大的天體，由美國(guó)天文學(xué)家克萊德·湯博(Clyde William Tombaugh)在1930年最先發(fā)現(xiàn)。

　　一般認(rèn)為冥王星的主要成分是水冰和巖石。其軌道公轉(zhuǎn)周期約247.68年，近日距29.657AU(天文單位)，遠(yuǎn)日距48.871AU。冥王星擁有5顆已知衛(wèi)星，分別是冥衛(wèi)一(Charon)、冥衛(wèi)二(Nix)、冥衛(wèi)三(Hydra)、冥衛(wèi)四(Kerberos)以及冥衛(wèi)五(Styx)。

　　冥王星原先被認(rèn)為一顆大行星，與其他8顆大行星一同組成經(jīng)典的“太陽(yáng)系九大行星”。但在2006年8月24日在捷克首都布拉格舉行的第26屆國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)會(huì)議上，經(jīng)過(guò)激烈爭(zhēng)論，正式規(guī)定了大行星的嚴(yán)格定義，即大行星必須符合以下三大條件：

1) 圍繞太陽(yáng)運(yùn)行;

2) 擁有足夠質(zhì)量，能夠達(dá)到流體靜力學(xué)平衡(應(yīng)接近球形);

3) 已經(jīng)清空了軌道周圍區(qū)域;

　　根據(jù)以上定義，冥王星被剔除出了大行星的行列并被降格為矮行星。

　　新視野號(hào)探測(cè)器基本資料：

　　新視野號(hào)探測(cè)器(New Horizons)是美國(guó)宇航局“新邊疆計(jì)劃”(New Frontiers program)旗下項(xiàng)目，由美國(guó)宇航局西南研究所及約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室(APL)共同研制。西南研究所的阿蘭·斯特恩博士擔(dān)任項(xiàng)目的首席科學(xué)家。

　　新視野號(hào)探測(cè)器于2006年格林尼治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)1月19日19:00(北京時(shí)間1月20日凌晨3:00)使用一枚“宇宙神”V-551火箭從美國(guó)卡納維拉爾角航天中心發(fā)射升空，目的旨在實(shí)現(xiàn)人類首次對(duì)冥王星以及柯伊伯帶天體的探測(cè)任務(wù)，截止目前這艘飛船已經(jīng)在太空中飛行超過(guò)9年零5個(gè)月的時(shí)間。

　　具體而言，新視野號(hào)探測(cè)器的任務(wù)目標(biāo)包括以下幾點(diǎn)：

1) 確定冥王星及冥衛(wèi)一“卡戎”的地表物質(zhì)成分;

2) 探測(cè)冥王星及冥衛(wèi)一的地質(zhì)及地形情況;

3) 探測(cè)冥王星的中性大氣并測(cè)量其大氣散逸率;

4) 搜尋冥衛(wèi)一周圍可能存在的大氣層;

5) 測(cè)量冥王星及冥衛(wèi)一的地表溫度;

6) 搜尋冥王星周圍可能存在的光環(huán)系統(tǒng)和其他未發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星;

7) 在完成對(duì)冥王星的探測(cè)任務(wù)之后，繼續(xù)飛往另一顆柯伊伯帶天體并開展類似的觀測(cè)工作;

　　為實(shí)現(xiàn)這些探測(cè)目標(biāo)，新視野號(hào)探測(cè)器搭載了相應(yīng)的科學(xué)載荷，主要包括7臺(tái)探測(cè)設(shè)備，分為3臺(tái)光學(xué)探測(cè)設(shè)備，2臺(tái)等離子探測(cè)設(shè)備，一臺(tái)塵埃探測(cè)設(shè)備以及一臺(tái)無(wú)線電探測(cè)設(shè)備，具體如下：

1) 遠(yuǎn)距勘測(cè)相機(jī)(Long Range Reconnaissance Imager , LORRI)

　　遠(yuǎn)距勘測(cè)相機(jī)的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光波段在遠(yuǎn)距離上的高分辨率成像。該設(shè)備包含一臺(tái)高分辨率1024*1024單色CCD以及208.3 mm光圈，設(shè)備整體重量約8.6公斤。

2) 冥王星太陽(yáng)風(fēng)探測(cè)器(Solar Wind At Pluto ,SWAP)

　　這是一臺(tái)環(huán)形的靜電和電勢(shì)分析器，其可以對(duì)能級(jí)最高達(dá)到6.5 keV的帶電粒子進(jìn)行分析。

3) 冥王星高能粒子譜儀(Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation ，PEPSSI)

　　這是一臺(tái)離子與電子探測(cè)器，與SWAP一同構(gòu)成了新視野號(hào)探測(cè)器上的“等離子與高能粒子譜儀設(shè)備包”(PAM)。但不同于SWAP，這臺(tái)設(shè)備可以對(duì)能級(jí)高達(dá)1 MeV的粒子進(jìn)行分析。

4) Alice

　　這是一臺(tái)紫外波段成像譜儀，工作在50~180nm的極紫外成像波段，其目標(biāo)是獲得冥王星大氣的成分信息。

5) 拉爾夫望遠(yuǎn)鏡(Ralph telescope)

　　這是一臺(tái)口徑6厘米的望遠(yuǎn)鏡，它與Alice設(shè)備一同構(gòu)成新視野號(hào)探測(cè)器上搭載的“冥王星探測(cè)遙感設(shè)備包”(PERSI)。Ralph擁有兩個(gè)通道，分別是一臺(tái)可見(jiàn)光波段CCD成像儀(MVIC)以及一臺(tái)近紅外波段成像光譜儀(LEISA)

6) 學(xué)生塵埃計(jì)數(shù)器(Student Dust Counter ，SDC)

　　這是新視野號(hào)探測(cè)器上的一大亮點(diǎn)——正如其名字顯示的那樣，這臺(tái)設(shè)備是由美國(guó)科羅拉多大學(xué)波爾多分校的學(xué)生們?cè)O(shè)計(jì)研制的，它將開展連續(xù)的塵埃環(huán)境測(cè)量工作。其主體是一塊460 mm × 300 mm的探測(cè)板，安裝在探測(cè)器前進(jìn)的方向上。

　　7)無(wú)線電科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備(Radio Science Experiment ，REX)

　　這臺(tái)設(shè)備將使用超穩(wěn)晶體振蕩器以及一些其他的電子輔助設(shè)備，在通訊波段開展無(wú)線電科學(xué)調(diào)查。