新视野飞船下个探测目标或有卫星且还不止一个

[ 录入者:zhangms | 时间:2017-12-21 10:21:17 | 作者:晨风 | 来源:新浪科技 | 浏览:1265次 ]

新浪科技讯 北京时间12月21日消息,据国外媒体报道,美国宇航局的新视野号探测器2015年掠过冥王星,成为人类历史上第一个对这颗曾经的第九大行星进行考察的探测器之后,它后续的探测目标便成了全世界人们关注的焦点。

按照计划,2019年,新视野号飞船将飞过一颗位于柯伊伯带内的冰冻小天体,美国宇航局已经宣布将一颗编号为2014 MU69的小天体定为新视野号的下一个目标。而近期的一项观测显示,这颗小天体似乎竟然拥有卫星,可能还不止一个!

对于这一点,新视野号探测器首席科学家,美国宇航局西南研究所的阿兰·斯特恩博士(Alan Stern)表示:“这真是令人兴奋的消息。”斯特恩和同事们在去年夏天通过架设在地表和空中的望远镜对2014 MU69发生的一次掩星现象进行了跟踪观测,在那期间,这颗小天体先后遮掩远处的三颗恒星。掩星观测的结果显示这颗遥远的小天体可能至少拥有一颗卫星,相关研究结果已经在12月12日召开的美国地球物理学会(AGU)会议上提交报告。

斯特恩在AGU会议报告中指出:“这或许是一个预兆,暗示我们在小天体MU69近旁可能还有更多的小卫星。”

柯伊伯带小天体2014 MU69的艺术示意图,它是新视野号飞船的下一个探测目标

小天体的小卫星

在2015年7月份掠过冥王星之后,新视野号飞船继续朝着柯伊伯带深处飞去,这是一片位于海王星轨道外侧的冰冻小天体带。很快,项目组获得宇航局许可,进一步延长任务,并将一个小天体MU69列为下一个探测目标。

在为即将到来的造访做准备的时候,科学家们注意到一次难得的MU69遮掩背景恒星的机会。第一次和第三次掩星观测是利用地面望远镜进行的,而第二次掩星观测则是利用飞机搭载望远镜在高空进行的。

尽管做了最好的准备,但科学家们在6月3日的第一次掩星观测中却并未发现MU69的身影。新视野号探测器项目科学家,美国宇航局西南研究所的马克·布依(Marc Buie)说:“我们原先以为我们正在正确的位置上,但结果证明并非如此。”在6月10日,科学家们乘坐飞机在太平洋上飞行,然后,他们的观测奏效了。布依说:“我们观察到一次亮度减弱。”这个信号非常微弱,但是这个信号的模式不太符合预期,因此科学家们一下子难以判断这是否是一个真实的信号,他们需要花费更多的时间来做分析,然后,他们意识到,这确实是一个真实信号。

布依表示:“然后,在6月17日,我们终于取得了突破。”分布在阿根廷境内的5座天文台提供了大量观测数据,但是观测结果仍然与理论预计的不太相符。

简答来说就是,科学家们发现,小天体MU69可能并非独自在太空中遨游。相反,MU69对于掩星位置的偏离表明其本身的质心并非位于中心,而是出现了偏离,这一点强烈暗示其周围可能存在至少一颗卫星。换句话说,布依小组观测到的那个非常微弱的信号可能并非MU69本身遮掩恒星的信号,而是它的卫星遮掩恒星产生的亮度下降信号。

不过,研究组也专门指出这一结果仍然是初步的,他们目前的分析认为这颗小卫星直径大约在5公里左右,与MU69之间的距离大约是200~300公里,围绕MU69公转的周期则大约是两到三周。在预定于2019年1月1日的飞掠行动到来之前,新视野号应该就能够提前三周左右开始对这颗冰冻天体进行观测并采集数据,这样至少应该能够完整地观察到这颗小卫星围绕小天体MU69完成一圈公转周期。

斯特恩表示,如果的确是这颗小天体的质量引力导致了MU69的晃动,那么研究人员就将能够计算出这两个天体各自的质量大小,这样也就能够让科学家们计算出MU69的密度值,而密度值一旦得到,我们就能够更有把握地推断其物质组成成分,包括水冰和岩石的混合比例等等。

布依表示:“这真的是非常非常令人兴奋。”

同时,科学家们也怀疑,这颗小卫星很有可能还并非MU69的唯一卫星。

斯特恩指出,分析认为此次从高空飞行的飞机上搭载望远镜观测到的掩星信号仅仅来自一颗MU69卫星的几率很小,更大的可能是小天体MU69拥有一个由多颗小卫星组成的卫星系统。

布依表示,小卫星在柯伊伯带天体中非常常见。事实上,一些科学家认为每一个柯伊伯带天体都会至少拥有一个自己的小卫星。在飞越MU69之前和之后,新视野号飞船将有机会对大约30个柯伊伯带天体进行观察,或许将有望在其中一部分天体的近旁发现卫星存在的迹象。根据斯特恩的说法,新视野号飞船目前的燃料和健康状态将有望让飞船一直工作到2030年代中期,甚至更久——只要美国宇航局能够为这一项目持续提供资金支持的话。

新视野号探测器项目科学家,同样来自美国宇航局西南研究所的约翰·斯潘塞(John Spencer)表示:“我们将继续搜寻。”

当完成对MU69的飞掠探测之后,新视野号飞船将持续飞行,穿越柯伊伯带,最终朝着太阳系外的广袤空间飞去。就像它的前辈,美国宇航局在上世纪70年代发射的旅行者探测器那样,新视野号飞船目前的速度足以使它逃离太阳系。

斯特恩说:“已经没有什么能够阻挡我们了。”

2014 MU69想象图。掩星观测显示,这颗小天体可能拥有至少一颗小卫星

在柯伊伯带过圣诞节

当2019年新年钟声响起,新视野号飞船将从MU69附近高速飞过,在那之前,新视野号飞船将一直处于休眠状态,直到2018年8月份。随着飞船逐渐接近小天体MU69,新视野号将苏醒过来,打开探测设备尝试搜寻这颗小天体周围有没有其他卫星,有没有光环系统等等。而如果地面控制人员经过轨道计算发现新视野号需要调整轨道方向以避免某些风险,那么在2018年10月到12月底之间他们将大约有9次机会能够为飞船做轨道修正。

斯潘塞说:“我们正在进入一个未知的世界。我们不知道那是一个什么样的卫星系统,但我们已经为探索未知做好了准备。”

在2018年12月25日圣诞节,地面将向新视野号飞船发出最后一个指令,随之,新视野号飞船将转入飞掠探测模式,用斯特恩开玩笑的话来说,新视野号飞船“将在柯伊伯带度过它的圣诞节假期”。

而在2019年1月1日国际标准时间05:33(北京时间13:33),新视野号飞船将飞过距离小天体2014 MU69最近的位置,最近时距离这个小天体的表面大约3500公里,届时飞船拍摄的这颗小天体的表面图像分辨率甚至将高于2015年时飞船拍摄的冥王星地表图像。

新视野号探测器任务控制主管爱丽丝·鲍曼(Alice Bowman)表示:“我们当然期待在2014 MU69的表面看到撞击坑。”她猜测这颗小天体上也有可能存在一些沟槽结构,类似火星的两颗小卫星表面存在的那种沟槽。飞掠期间,科学家们将尝试探查这颗小天体表面的冰的成分,并尝试回答为何柯伊伯带天体的表面似乎都带有一种浅浅的红色。

在2019年1月1日国际标准时15:00(北京时间23:00),地球上的科学家们此时应该就能够知道新视野号飞船是否已经安全地穿过了2014 MU69系统。如果顺利,从那以后的一段时间内,新视野号就将按照预设程序开始向地球回传图像和各类数据。

新视野号将花费挺长一段时间才能把数据全部传回地球。要知道2014 MU69的轨道距离远远超过冥王星,从那样的距离上,新视野号将一个信号传输到地球单程就将耗费12小时以上。另外,由于信号微弱,飞船传输数据的速度会很慢,预计它将需要大约16个月的时间才能完成本次探测期间全部数据的下传。按照斯特恩的说法,要把新视野号飞船的数据全部下载完毕将需要花掉整个2019年,以及2020年的大半年时间。

正如他所说的那样:“新消息将会从柯伊伯带传来,源源不断。”(晨风)

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