“新视野号”刚飞掠的“天涯海角”有啥不同？

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近日，NASA的“新视野号”公布了最新成果，与过去认为“天涯海角”由两个球体连接而成，像个雪人不同，最新照片显示，两个组成部分并非球体，而呈扁平形状。取名“天涯”的较大部分像巨大的煎饼，而取名“海角”的较小部分，像一个凹陷的核桃。这被认为是“新视野号”飞掠“天涯海角”的最重大发现之一。

　　宇宙中的“天涯海角”是什么样子？“新视野号”为何对其“情有独钟”？为此，中科院国家天文台编辑“小天”请来了国家天文台闫宏亮博士为大家一探究竟。

“新视野号”将逐渐揭开“天涯海角”的神秘面纱（图源：NASA）

　　小天：“天涯海角”是什么天体？为何叫“天涯海角”？

　　闫宏亮：“天涯海角”是小行星486958的“别名”，它是一颗位于柯伊伯带的小行星，是人类空间探测器所探测过的最远的天体。这颗小行星是2014年6月由哈勃空间望远镜发现的，而当时哈勃所执行的观测任务，正是为“新视野号”挑选在飞越冥王星后的下一个目标。

　　在2018年，举行了一个公开竞选此小行星别名的活动，“Ultima Thule”就是从这次活动中胜出的名字。第一个词“Ultima”寓有最终，最后之意，“Thule”寓有遥远之地的意思，这两个组合起来寓意“远超已知世界边缘的极远之境”，中文翻译成“天涯海角”还是十分贴切的。

　　有趣的是，最初认为这颗小行星有着一个类似“雪人”形状的外形，它被怀疑是由两个星体粘在一起而形成的，这两个星体也就分别有了自己的名字”天涯”和”海角”。当然，现在被证实这个“雪人”并不是两个球体，而是一个球体和一个偏平的圆盘组合在一起，更像是核桃和薄饼黏在一起。

“天涯海角”前后认识模拟对比图（图源：NASA）

　　还有一点需要指出，“天涯海角”是非正式名称，可以说是公众对它的一个“昵称”。“新视野号”团队计划在更加清楚这颗小行星的性质之后，向国际天文联合会提交一个正式的名称。在已知的小行星库中，其实有一个正式“注册在案”的“天涯海角星”，它是小行星9668，英文名9668 “Tianyahaijiao”。它是1997年由“国家天文台施密特小行星巡天计划”于兴隆观测站发现的。当然，两颗小行星的中文名相同完全是巧合，它们的英文名并不相同，只是Ultima Thule翻译过来碰巧是天涯海角之意。

　　小天：“新视野号”为什么将“天涯海角”作为探测目标，有什么意义和价值？

　　闫宏亮：在飞越冥王星之后，“新视野号”就需要一个新的目标，这个目标必须要满足至少三个条件：第一是它必须是“新视野号”在有限的剩余燃料范围内所能到达的；其次，距离地球也不能太过遥远，否则传回的信号会变得很微弱；最后它的路径上必须相对安全，不能出现大量障碍，否则可能会撞毁探测器。

　　这样一个目标看似很容易找到，但其实非常困难。尽管现在人类可以通过各种望远镜观测到百亿光年外的遥远天体，但对相对“更近”的柯伊伯带却没有什么特别好的办法。因为这些小天体又小又远，本身还不发光，在地面的望远镜几乎没有办法直接观测。起初研究的候选目标距离“新视野号”都非常遥远。最后，在哈勃望远镜的帮助下，才发现了“天涯海角”。

　　作为众多柯伊伯带天体的一员，“天涯海角”十分有探索的价值。虽然空间望远镜可以拍到部分小行星的身影，但分辨率有限，很难了解它们的性质。通过这次近距离观测，人类可以获得大量以前无法获得的丰富信息，包括“天涯海角”的形状和地理特征、表面的物质组成（例如一氧化物、甲烷、甚至是冰——不太可能有液态水，因为那里温度太低了）、周边环境和周围的天体等；考虑到“天涯海角”特殊的形状，它是如何形成的也是一个非常重要且有趣的问题，相信这些都会在未来被逐一解答。

　　小天：“新视野号”项目科学家海尔·韦弗说“天涯海角”是太阳系的化石，可以帮我们了解太阳系初生的情况，那最新的发现对我们认识太阳系乃至整个宇宙有什么意义？

　　闫宏亮：一般认为太阳系诞生于一个原始的气体云，气体云中的物质除了形成太阳之外，还形成了太阳系中的各种行星和小行星。太阳在形成之后由于会经历核合成、对流等物质合成、交换过程，其组成成分或多或少会有所变化。也就是说，今天我们看到的太阳表面物质组成和它刚形成之初是不太一样的。而对于小行星，特别是远离太阳的柯伊伯带小行星而言，由于它们既不进行核反应，也没有物质交换过程，反倒保留了最“原汁原味”古老信息，因此可以说它们是太阳系的化石。

　　研究小行星可以让我们了解太阳系形成之初的种种信息，它们也会时不时以另外一种姿态造访地球，例如陨石和彗星。科学家可以在实验室中分析陨石的物质组成来获知太阳最初的物质组成，并以此作为“基准”来研究太阳和太阳系之外的天体，远如类星体，大如星系团，都可以使用太阳的物质组成作为零点。另外，人们也可以通过某种物质在太阳中和小行星中的含量不同来推测这种物质的演化过程。还有一个全人类都会关心的问题，陨石如果太大，就会对人类造成毁灭性打击，因此从人类的生存角度来讲，也会对众多小行星进行仔细的跟踪和研究。

　　小天：截至目前，“新视野号”有哪些重大发现？

　　闫宏亮：“新视野号”2006年发射升空，它当时的主要目的地是冥王星。当时，尚未有任何人类探测器到达过冥王星。“新视野号”在飞行途中，最先经过了火星和小行星带（这是位于火星和木星之间的小行星带，不是柯伊伯带），飞越过程中它观测了小行星132524的光谱；之后在利用木星引力助推的过程中，拍下了木星照片，并对木星的卫星、木星黑夜侧的极光与闪电、木星风暴特征“小红斑”等进行了观测；在成功借助木星引力助推之后，它最终于2015年7月14日从不到1万公里的距离飞越冥王星，成为首个成功飞掠冥王星系统的人造探测器。它传回了大量冥王星的高清彩色照片，那张著名的冥王星上印有一个“心形”的照片正是由“新视野号”拍摄的。