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“環遊冥王星”:數千米高的冰脊 猶如鋒利鋸齒刀



北京時間3月27日消息,據國外媒體報導,當宇航員乘坐太空飛船降落在冥王星表面時,將逐漸清醒過來,當他從艙窗向外觀看時,會努力尋找太陽的空中位置,發現太陽非常明亮,但此時他與太陽的距離是地球-太陽距離的40倍,冥王星接收到的太陽光線不及地球的千分之一。雖然在冥王星中午時刻,但感覺像是在夜晚一樣——能看到所有的星星,儘管地平線上似乎籠罩著一層藍色薄霧,星星發出微弱光線,在繁星夜空下,冥王星表面山巒輪廓多數模糊不清。

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  1、冥王星直徑1477英里,周長大約4640英里,這是一顆小型星球,只要表面有路可走,一位勇敢的探險者一周時間就可以“環遊星球”!

只要有路可循,探險者一周時間便能環遊冥王星!

太空飛船著陸冥王星之後,探險者會發現自己“身體變輕”,重力僅是地球的十五分之一,探險者再次抬頭,希望看到冥王星的鄰居冥衛一,但它是無法觀測到的。這兩顆矮行星被潮汐引力鎖定,意味著它們總是在軌道上呈現相同的一側,探險者所在的冥王星半球位置與冥王星軌道相對,因此探險者只有在返回地球的途中才能觀測到冥衛一。

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  2、冥王星探險者沿著湯博地區右側行進之後再向東,最終到達一個漂浮在氮冰之上的觀測台,在這裡可以看到冥王星著名的冰脊地形。

“新視野號”經過9年的太空飛行,於2015年飛抵冥王星軌道,該探測器對冥王星表面拍攝了大量高分辨率圖像,科學家認真勘測分析,發現冥王星並非是塵土飛揚、毫無特色的岩石星球,而是一個遍布陡峭懸崖、峽谷和巨大氮冰平面的地形複雜星球。冥王星直徑1477英里,周長大約4640英里,這是一顆小型星球,只要表面有路可走,一位勇敢的探險者一周時間就可以“環遊星球”!

對外星智能探索研究所(SETI)資深科學家奧利弗·懷特(Oliver White),是美國宇航局“新視野號”任務地質物理、成像研究小組專家,他設想了一個冥王星公路旅行方案。該方案假設人類探險者對冥王星表面進行一定程度的基礎性建設,事實上,冥王星表面溫度為零下223攝氏度,非常寒冷,這是該星球不適宜人類生存的原因之一。探險者僅知曉著陸冥王星表面半球的地形結構,因此對另一側半球的冒險旅行僅能想像猜測。

探險者擬定的著陸點位於冥王星西部邊緣的一個平坦區域,被稱為“湯博地區(Tombaugh Regio)”,在東側方向,斯普特尼克平原(Sputnik Planitia)像一個巨大的米黃色海洋,一直延伸至地平線,在那裡可看到一個多邊地形,熱量緩慢地從冥王星內部溢出,但這個廣闊區域表面既不是海水,也不是陸地,而是凍結的氮物質。當探險者的靴子踩在白色氮平原上,會輕微地將將氮物質踩扁,留下足跡。雖然這些地形非常獨特,與地球表面迥然不同,但在氮物質之下隱藏著人類熟悉的液態海洋。

斯普特尼克平原向北和向南方向是冥王星表面最獨特的地形——綿延的山脈,其中包括:希拉里山脈,它是由斯普特尼克平原延伸3英里的巨大水冰塊構成,高度相當於落基山脈。這將是探險者旅途中最美的風景,亮白色的斯普特尼克平原和暗黑色的Cthulu Macula在前景方向黑白融合在一起,而遠處背景是若隱若現的高聳山脈。

沒有日出和日落

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3、高空拍攝冥王星表面刀刃狀地形,可能是冥王星早期甲烷以冰的形式在該星球表面聚積之後昇華的結果,從而形成這些鋒利的鋸齒狀特徵,它們類似於劍狀冰沉積物,被稱為“冰釘”,這樣的冰釘結構也存在於地球安第斯山脈頂部。

在冥王星表面你的睡眠生物鐘將完全紊亂,人們可以隨意安排睡眠時間,因為地球上人們遵循著一天24小時的晝夜規律,但是冥王星的一天相當於6個地球日,並且冥王星軸心傾斜119度(相比之下,地球軸心傾斜23.5度)自轉運行,這意味著飛船著陸的北半球大部分區域會在半年時間裡接收恆定陽光(儘管陽光較微弱)。冥王星表面看到的太陽與眾不同,太陽不會像地球上所觀看到的日出和日落,它始終懸掛在高空中,只是依據你所在緯度不同而改變方位。

懷特解釋稱,我們一直想知道這些山脈是如何形成的,也許它們是冥王星水冰殼的一部分,像地球構造板塊一樣移動和斷裂,裂縫又會被氮冰填滿,導致水冰像巨大原木堵塞堆積,最終成為冥王星巨大的冰山脈。

第二天早上,當探險者繼續向南駕車行駛接近萊特冰火山,會經過諾爾蓋山脈,一路將穿過起伏的山坡,最終攀升高度超過1萬英尺,到達一個比諾爾蓋山脈更高的巨大窪坑。在這個巨大窪坑中,探險者打開探照燈,遠處幾十公里處是巨大的石壁,看不到邊緣。

但令探險者更興奮的是抵達列維爾坦·皮卡爾德山脈(leviathan Piccard Mons),它位於萊特冰火山南側,海拔大約15000英尺,是冥王星最高山脈之一,雖然在該低緯度區域,太陽在空中較低,但此時的陽光無法形成光芒。

探險者會安靜地思考冥王星表面為什麼會有如此獨特的表面特徵,當陽光穿透冥王星稀薄大氣層時,將天空染成藍色,觀看遠處的地平線,這一情景彷彿是日落。

當探險者駕駛登陸車繼續朝東南方向行駛,如果在萊特冰火山附近逗留太久會很危險,他們無法判斷這個低溫火山何時噴發。

萊特冰火山和皮卡爾山脈對於科學家充滿謎團,其圓形結構和較深窪地表明它們是由冰構成的巨大火山,但科學家仍不完全確定冰火山形成原理與地球岩石火山有什麼區別,這些巨大山脈在冥王星表面可能發生冰噴發,儘管該觀點仍有待進一步研究分析。

壯觀危險的冰脊地形

第三天,探險者朝北向上到達斯普特尼克平原東側,雖然該地面仍是明亮的米黃色,但該區域是高地,崎嶇不平,坑坑洼窪,行進路線沿著幾英里寬的冰氮池塘周圍。河流從冰氮池塘中延伸出來,穿過水冰表面,形成氮冰川匯入斯普特尼克平原凹處。

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4、圖中是被Virgil Fossae峽谷貫穿的埃利奧特隕坑。

冥王星探險者沿著湯博地區右側行進之後再向東,最終到達一個漂浮在氮冰之上的觀測台,在這裡可以看到冥王星著名的冰脊地形。他們可以駕駛探測車沿著甲烷冰脊行駛數小時,同時,他們能夠目睹壯觀危險的冰脊,從表面隆起數千米,像鋒利的鋸齒刀一樣。冰脊形成了甲烷條紋結構,對錶面的氮池塘留下怪異的陰影。

湯博區域東部隆起的冰脊地形可能是冥王星早期甲烷以冰的形式在該星球表面聚積之後昇華的結果,從而形成這些鋒利的鋸齒狀特徵,它們類似於劍狀冰沉積物,被稱為“冰釘”,這樣的冰釘結構也存在於地球安第斯山脈頂部,但它們是由水冰形成,而不是甲烷冰,相比之下,地球冰釘通常只有幾米高。目前冥王星表面的鋒利冰脊像一條巨大的帶子,環繞在冥王星赤道,一直延伸至新視野號探測器無法觀測的另一側半球。

當探險者從冰脊地形離開向西北方向前行時,出現一片更均勻的棕褐色碰撞隕坑和叫做“隼鳥地”的巨大坑洞,接著將出現類似樹枝的網絡狀山谷,這裡的地形表面覆蓋著一層薄薄的甲烷冰,巨大、底部平坦峽谷位於南部,氮沿著峽谷匯入斯普特尼克平原。

探險者向南繼續行進,穿過廣闊、塵土飛揚的廣闊地帶——冥王星最平坦的高地區域,當他們沿著伯尼隕坑東部邊緣行進時可稍作休息,伯尼隕坑具有紀念意義,冥王星的命名源自一位英國11歲女孩——凱瑟琳·道格拉斯·伯尼,由於她對神話故事非常感興趣,向原任牛津大學博德利圖書館館員的祖父福爾克納·梅丹提議以冥王普路托(Pluto)命名這顆行星,梅丹將該提議報備天文學教授赫伯特·霍爾·特納,1930年3月24日,這顆行星以冥王星(Pluto)的命名全票通過。而伯尼隕坑正是由冥王星命名者伯尼的名字命名的。

伯尼隕坑東部邊緣並非急劇陡坡,而是一個同心圓丘陵系統,裡面有許多丘陵地形,也有許多坑坑洼窪的隕坑,探險者繼續向南行進,會看到向西延伸的依南那峽谷和杜穆茲峽谷。

懷特指出,斯普特尼克平原北部和西部是冥王星最古老的地形,存在許多碰撞隕坑,這表明在這顆星球的進化歷史中,星球表面和大氣層活躍性並不高,未能改變表面構造。

在平原地帶行進大約一整天之後,探險者開始變得焦慮不安,此時途中會遇到許多峽谷和隕坑,但很久情形會發生較大轉變,之前大部分旅程都是在地面上進行的,因此探險者會看到周圍環境。但接下來地形將變成深棕色,探險者幾乎無法辨認表面的紋理結構。

探險者進入到Chthulu Macula地區,這是一外地理結構呈現鯨魚狀、表面是類似平坦黑色柏油的寬闊區域,它是冥王星大氣霧霾顆粒沉積到表面的結果,在冥王星赤道穩定氣候中沒有任何進程驅散這些霧霾顆粒,這些顆粒是太陽紫外線輻射與冥王星大氣中甲烷和氮相互作用時產生的。

大約一個星期的冥王星驚險旅程最終會在Virgil Fossae峽谷落腳停止下來,這是一個穿過Chthulu Macula地區的大峽谷,一眼望不到盡頭,Virgil Fossae峽谷是結構層次最清晰、歷史演變最少、最新發現的峽谷地形,其懸崖高度是科羅拉多大峽谷的兩倍。人們很難觀測到漆黑的峽谷底部,但底部似乎存在冰和氮構成的熔岩物質,從地下水庫抽吸至星球表面。探險者可以將探測車停在東部的峽谷邊緣,這裡有一條較寬的裂縫穿過冰凍、充滿氮氣的埃利奧特隕坑的坑壁​​。

懷特說:“冥王星表面存在許多地質多樣性特徵,一些特徵僅在一個區域出現,而不會出現在其他區域,這顆矮行星仍有許多科學謎團亟待揭曉,冥王星環境較為惡劣,並不適宜人類登陸進行勘測,未來科學家通過太空探測器或許能揭曉這顆矮行星更多的詳細特徵。”

當探險者的旅程結束,返回太空船開始為期9年的返程之旅,他可能無法相信一個如此寒冷荒蕪的星球,竟然可以存在如此豐富的自然景象。探險者在返程途中可看到空中有一顆巨大的灰色星球,它就是冥衛一,科學家曾認為它是冥王星的衛星,但現在看來它是冥王星的伴星。這兩顆矮行星相距1.2萬英里,它們彼此環繞,冥王星環繞太陽運行一周需要248年。 (葉傾城)