新视野号探测冥王星的意义
(2015-07-17 06:36:03)
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这两天,有关“新视野”号飞掠冥王星的报道,将众人的目光聚焦在了这个离太阳非常遥远的星球上。在阅读这一新闻的同时,很多人肯定会有这样的疑问:花这么长的时间和代价来探测冥王星及其周边的“柯伊伯带”,究竟有什么样的价值?
1.宇宙的起源和太阳系的形成
85年前,克莱德·汤博发现了这颗位于数十亿公里外的神秘天体,如今克莱德·汤博的骨灰也抵达了冥王星。美国宇航局以一种特别的方式来纪念冥王星的发现者。
“新视野”号上还搭载了一枚1991年的美国邮票,上面写着“冥王星还未探索”, 这是迄今为止走的最远的美国邮票。同时搭载的还有两个州的硬币,第一个是“新视野”号的发射场,位于佛罗里达州;另一个是“新视野”号的开发人员与飞行控制中心,位于马里兰州。搭载于“新视野”号上的小礼物一共有九个,比如一个刻有数十万人名字的光盘和“新视野”号任务小组成员的照片资料。当然还有美国国旗,以及代表私人资助探测器制造的标志等。
冥王星是太阳系中最为神秘和鲜为人知的星球之一,美国国家航空航天局预计,新视野号探测器不仅将获得关于冥王星和其卫星的新数据,还将揭示地球的起源和太阳系整体的形成。这对科学家来说,意义非凡。宇宙到底是如何形成的,太阳系的演变历史有什么独特的地方,太阳系还能让地球上的生命生存多长的时间……通过探测到的这些信息或许有助于我们对这些问题的回答。
2.好奇心的价值
1970年,赞比亚修女Mary Jucunda给美国航空航天局马歇尔太空航行中心的科学副总监Ernst Stuhlinger博士写信,当时Stuhlinger正在研究一项火星探测项目。修女提出了一个很多人难以回答的问题:地球上还有这么多小孩子吃不上饭,你们怎么舍得为一个远在火星的项目花费数十亿美元?
Stuhlinger很快给Jucunda修女回了信。在信中,Ernst说了一个真实的故事:400年前,德国某小镇里有一位伯爵。他将自己收入的一大部分捐给了镇子上的穷人。这十分令人钦佩,因为中世纪时穷人很多,而且那时经常爆发席卷全国的瘟疫。
一天,伯爵碰到了一个奇怪的人,他家中有一个工作台和一个小实验室,他白天卖力工作,每天晚上,他把小玻璃片研磨成镜片,然后把研磨好的镜片装到镜筒里,用此来观察细小的物件。伯爵被这个小发明迷住了。他邀请这个怪人住到了他的城堡里,作为伯爵的门客,此后他可以专心投入所有的时间来研究这些光学器件。然而,镇子上的人得知伯爵在这么一个怪人和他那些无用的玩意儿上花费金钱之后,都很生气。“我们还在受瘟疫的苦,”他们抱怨道,“而他却为那个闲人和他没用的爱好乱花钱!”伯爵听到后不为所动。他表示,“我会继续资助这个人和他的工作,我确信终有一天会有回报。”
果不其然,他的工作赢来了丰厚的回报:显微镜。
显微镜的发明给医学带来了前所未有的发展,由此展开的研究及其成果,消除了世界上大部分地区肆虐的瘟疫和其他一些传染性疾病。伯爵为支持这项研究发明所花费的金钱,其最终结果大大减轻了人类所遭受的苦难,这回报远远超过单纯将这些钱用来救济那些遭受瘟疫的人。
这就是好奇心的价值。
3.柯伊伯带
尽管冥王星被开除出行星之列,地球上关于冥王星的各种争论仍在持续。
美国约翰·霍普金斯大学的项目科学家哈尔·韦弗在接受媒体采访时说,“几十年来,我们一直认为冥王星是太阳系边缘的一个奇怪小天体,但现在我们知道它真的是通往柯伊伯带这个全新世界的大门,新视野号将第一次对它们进行近距离观察。”
新世界的大门正在打开,人类的视野将随着新视野号,进入太阳系中以岩石为核心的类地行星、以气体为核心的类木行星之外的“第三区”:柯伊伯带。
柯伊伯带在1992年才被确认存在,是太阳系中的“新大陆”。这里冰冷寂静,数千枚冰冻小天体充斥其间,被称为太阳系的“冷库”,也包含着太阳系形成的遗迹。“奇特的冥王星对我们了解太阳系起源至关重要。”
柯伊伯带还被认为是彗星的起源地。一些科学家认为导致恐龙灭绝的那颗撞击地球的彗星就来源于柯伊伯带。此外,冥王星大气层出现的“流逸”现象,也许能帮助解释地球表面早期氢、氦元素释放的现象。
太阳系有三大彗星来源,都是富有小天体,由于大多是小天体,即使是哈勃也难以进行观测。即使小概率事件受到引力扰动偏离轨道形成彗星,也有相当多的数量。而且越是外侧的地带,约不太受太阳系演化的影响,越保存有太阳系演化的证据,因此很受天文学的欢迎。最内侧的是小行星带「2.3~3.3AU」,全部是短周期彗星;中间的是柯依伯带「30~50AU」,著名的哈雷彗星就是柯依伯带的天体,但依然都是短周期彗星「<200年」;最远的是奥尔特云「50k~100kAU」,早在1950年的时候,J.Oort就提出了奥尔特云Oort Cloud的概念,但奥尔特云实在无法观测,大多只能通过长周期彗星的回归来了解。1997年那颗特别明亮的、周期3000年的海尔-波普彗星就来自于奥尔特云,现在以飞到柯依伯带内了。奥尔特云估计有1013个左右的天体并且分为内奥尔特云和外奥尔特云,外奥尔特云几乎就是太阳所能影响到的最远的边界,算是目前比较公认的太阳系边界,因此飞行器想离开太阳系都是天方夜谭之事。
因此,柯伊伯带也富含那些远离太阳、冰冷的小天体,有利于人们了解太阳系早期的一些情况、物质等尘封的信息。