初步科學探測結果

　　在近日舉行的新聞發(fā)布會上，新視野號探測器項目組公布了一些最初步的冥王星系統(tǒng)科學探測結果，主要有以下幾個要點：

　　根據新視野探測器獲取的最新圖像測算，大大降低了此前對冥王星直徑數據估算中存在的不確定性。據新視野號探測項目首席科學家阿蘭·斯特恩表示：冥王星的半徑最新測定數據約為1185 +/- 10公里，因此其直徑就是2370 +/- 20 公里。

　　這一直徑數據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。由于鬩神星沒有大氣層，我們可以借助掩星方法得到非常精確的直徑測量數據：2336 +/- 12公里。

　　不過，冥王星的直徑比原先的測定數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估算的更高。但到目前為止所有這些結果都還只是非常粗略的，更加精確的結果還需要等待一段時間。但這一初步結果已經讓冥王星和鬩神星之間的密度差異更加擴大(鬩神星的質量要比冥王星大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據也意味著它的大氣層要比原先設想的更薄，其大氣的最底層(對流層)的深度也要低于原有估計。大氣科學家們還需要一定的時間才能判斷這一探測結果對于他們手中現有的冥王星大氣模型意味著什么。

　　在接下來的幾天時間里，隨著更高分辨率圖像的下載，冥王星的直徑數據將被更加精確的測定。同時斯特恩也提到他們利用相同的方法測定了冥衛(wèi)一卡戎的直徑大小。此前利用掩星方法已經得到了卡戎的直徑數據為602.4 +/- 1.6公里，斯特恩表示，新視野號探測器的結果“證實了這一說法”。

　　新視野號探測器對冥王星地表物質成分的測定結果證實冥王星擁有一個極冠，其主要成分是甲烷和氮形成的冰。人們在此之前便已經猜測冥王星上可能存在極冠，但此次新視野號探測器則是首次清楚地將這一結構與其他區(qū)域區(qū)分開來并確認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)域成分測量數據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。”

　　在抵達最近位置之前的5天，新視野號探測器發(fā)現冥王星大氣中有氮離子正在向外逃逸。目睹這一現象本身并不令人感到意外，但在如此早的時間目睹這一現象則有些出乎科學家們的預料。他們原先預計還需要再過24~48小時(即還需要再靠近約100~250萬公里)才能觀察到這一現象。那么現在得到這樣的結果只有兩種可能性，要么說明冥王星大氣物質的逃逸率要高于科學家們此前的預計，或者就是這種逃逸是基于一種完全不同的機制發(fā)生的。

　　在新聞發(fā)布會的最后，斯特恩進一步就這個問題做了闡述，他提到：“(發(fā)生這種現象)要么是逃逸率比較高，要么就是某種將中性粒子轉換為離子的機制具有很高的效率，再或者就是存在某種機制，能夠使得大量離子加速逃逸。”在木星，科學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。而此次新視野號探測器項目組的科學家們注意到還不能確認在冥王星上是否也存在類似的現象，可能還需要更多時間去揭曉答案。

　　冥王星系統(tǒng)基本資料：

　　冥王星(Pluto)為太陽系內已知質量第二大的矮行星(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，由美國天文學家克萊德·湯博(Clyde William Tombaugh)在1930年最先發(fā)現。

　　一般認為冥王星的主要成分是水冰和巖石。其軌道公轉周期約247.68年，近日距29.657AU(天文單位)，遠日距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)。

　　冥王星原先被認為一顆大行星，與其他8顆大行星一同組成經典的“太陽系九大行星”。但在2006年8月24日在捷克首都布拉格舉行的第26屆國際天文學聯(lián)合會會議上，經過激烈爭論，正式規(guī)定了大行星的嚴格定義，即大行星必須符合以下三大條件：

1) 圍繞太陽運行;

2) 擁有足夠質量，能夠達到流體靜力學平衡(應接近球形);

3) 已經清空了軌道周圍區(qū)域;

　　根據以上定義，冥王星被剔除出了大行星的行列并被降格為矮行星。

　　新視野號探測器基本資料：

　　新視野號探測器(New Horizons)是美國宇航局“新邊疆計劃”(New Frontiers program)旗下項目，由美國宇航局西南研究所及約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室(APL)共同研制。西南研究所的阿蘭·斯特恩博士擔任項目的首席科學家。

　　新視野號探測器于2006年格林尼治標準時1月19日19:00(北京時間1月20日凌晨3:00)使用一枚“宇宙神”V-551火箭從美國卡納維拉爾角航天中心發(fā)射升空，目的旨在實現人類首次對冥王星以及柯伊伯帶天體的探測任務，截止目前這艘飛船已經在太空中飛行超過9年零5個月的時間。

　　具體而言，新視野號探測器的任務目標包括以下幾點：

1) 確定冥王星及冥衛(wèi)一“卡戎”的地表物質成分;

2) 探測冥王星及冥衛(wèi)一的地質及地形情況;

3) 探測冥王星的中性大氣并測量其大氣散逸率;

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)現的衛(wèi)星;

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

　　為實現這些探測目標，新視野號探測器搭載了相應的科學載荷，主要包括7臺探測設備，分為3臺光學探測設備，2臺等離子探測設備，一臺塵埃探測設備以及一臺無線電探測設備，具體如下：

1) 遠距勘測相機(Long Range Reconnaissance Imager , LORRI)

　　遠距勘測相機的主要設計目標是實現可見光波段在遠距離上的高分辨率成像。該設備包含一臺高分辨率1024*1024單色CCD以及208.3 mm光圈，設備整體重量約8.6公斤。

2) 冥王星太陽風探測器(Solar Wind At Pluto ,SWAP)

　　這是一臺環(huán)形的靜電和電勢分析器，其可以對能級最高達到6.5 keV的帶電粒子進行分析。

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

　　這是一臺離子與電子探測器，與SWAP一同構成了新視野號探測器上的“等離子與高能粒子譜儀設備包”(PAM)。但不同于SWAP，這臺設備可以對能級高達1 MeV的粒子進行分析。

4) Alice

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

5) 拉爾夫望遠鏡(Ralph telescope)

　　這是一臺口徑6厘米的望遠鏡，它與Alice設備一同構成新視野號探測器上搭載的“冥王星探測遙感設備包”(PERSI)。Ralph擁有兩個通道，分別是一臺可見光波段CCD成像儀(MVIC)以及一臺近紅外波段成像光譜儀(LEISA)

6) 學生塵埃計數器(Student Dust Counter ，SDC)

　　這是新視野號探測器上的一大亮點——正如其名字顯示的那樣，這臺設備是由美國科羅拉多大學波爾多分校的學生們設計研制的，它將開展連續(xù)的塵埃環(huán)境測量工作。其主體是一塊460 mm × 300 mm的探測板，安裝在探測器前進的方向上。

　　7)無線電科學實驗設備(Radio Science Experiment ，REX)

　　這臺設備將使用超穩(wěn)晶體振蕩器以及一些其他的電子輔助設備，在通訊波段開展無線電科學調查。