冥王星:失去行星头衔,却露出一颗心
冥王星曾是第九大行星,2006 年被重新归类为矮行星。2015 年新视野号飞掠揭示了它活跃的地质世界:心形氮冰平原、水冰山脉,以及冰壳之下可能存在的液态海洋。

如果站在冥王星上,正午阳光也像地球黄昏般昏暗,但你脚下的氮冰仍会缓慢流动。冥王星直径约 2377 公里,比月球还小,平均距太阳约 59 亿公里,表面温度约 零下 229 摄氏度。它曾被列为第九大行星,如今是最著名的矮行星。
从第九大行星到矮行星
1930 年,24 岁的天文学家克莱德·汤博在洛厄尔天文台比对两张星空照片时,发现了一个缓慢移动的小光点——冥王星就此登场,被奉为太阳系第九大行星,名字来自罗马神话中的冥界之神。
但冥王星始终格格不入:轨道又扁又斜,有时会跑到海王星内侧;质量只有月球的六分之一。2005 年,天文学家在更远处发现了比它更重的阋神星,"到底什么是行星"这个问题再也无法回避。2006 年 8 月,国际天文学联合会投票通过了行星的新定义:除了绕太阳公转、足够圆之外,还必须"清空"自己轨道附近的区域。冥王星与众多柯伊伯带天体共享轨道空间,不符合这条标准,被重新归类为矮行星。这一"降级"至今仍让许多人为它鸣不平。
新视野号:九年半的远征
2015 年 7 月 14 日,NASA 的新视野号探测器以每秒约 14 公里的速度从冥王星上空约 1.25 万公里处掠过。它 2006 年 1 月出发,飞行九年半、近 50 亿公里,只为这几小时的近距离接触。

飞掠之前,冥王星在最好的望远镜里也只是模糊光斑;之后,它变成了真实而复杂的世界:有水冰构成的巍峨山脉、几乎没有陨石坑的年轻平原、层层叠叠的蓝色大气雾霾。数据传回地球用了一年多,批批都在刷新教科书。

斯普特尼克平原:冥王星之心
冥王星最醒目的地标,是横跨赤道的巨大心形亮区——汤博区。它的西半边是一整块平坦的氮冰冰原,名为斯普特尼克平原,宽约 1000 公里,足以装下整个法国。

这片冰原几乎找不到陨石坑,说明表面非常年轻。高分辨率图像显示,冰面布满几十公里宽的多边形"细胞",那是固态氮冰在缓慢对流的痕迹——底部的冰受热上升,冷却后下沉,像一锅以百万年为单位翻滚的慢炖汤。在零下两百多度的世界里,地质活动仍在继续,这是新视野号最意外的发现之一。
内部结构:岩石核心与冰壳
冥王星的平均密度约为每立方厘米 1.86 克,介于岩石和冰之间,暗示它是岩冰混合体。科学家据此推断,其中心是直径约 1700 公里的硅酸盐岩石核心,占直径约七成;核心之外包裹着厚厚的水冰地幔与冰壳,表面的氮冰、甲烷冰只是薄薄一层"霜衣"。虽然在公开资料里很难找到一张干净的冥王星内部剖面图,但斯普特尼克平原下方的重量异常,正是推断它冰壳之下藏着较致密物质的线索。
冰下海洋的可能
最引人遐想的,是冰壳之下可能藏着一片液态水海洋。线索之一正是斯普特尼克平原:这个冰盆地恰好位于冥王星背对冥卫一的一侧,暗示盆里堆积着异常的额外质量——如果冰壳下方有一层较致密的液态水,刚好能解释这一点。此外,表面的构造裂缝显示冰壳曾整体膨胀,更像内部水体结冰撑开外壳的结果,而非冻死星球的收缩。冰下保温几十亿年的海洋,意味着太阳系边缘也可能存在孕育生命的环境。
冥卫一:一颗宛如双星的世界
冥王星最大的卫星卡戎(Charon)直径约 1212 公里,足有冥王星的一半,两者连成的"重心"落在冥王星体之外,因此常被称作双矮行星系统。卡戎表面相对年轻,有巨大的裂缝与峡谷。尼克斯、许德拉、刻耳柏洛斯、斯堤克斯四颗小卫星则更加微小。

在冥王星上,太阳和一天是什么样?
太阳会缩成一个极亮的小点,阳光强度远低于地球,却仍能照出影子。冥王星自转一周约需 6.4 个地球日,而且自转方向与地球相反;它与冥卫一相互潮汐锁定,所以卡戎会长期悬在冥王星同一片天空中。
这里几乎没有能保温的大气,人不能直接呼吸,氮、甲烷和一氧化碳都会冻在地面。它是可以着陆的固体世界,却绝不是只穿羽绒服就能参观的冰原。
轨道还有什么特别?
冥王星的轨道又扁又斜,平均距太阳约 39.5 个天文单位,绕太阳一圈要 248 年。在 1979 年到 1999 年间,它甚至比海王星离太阳更近。新视野号离开冥王星后继续深入柯伊伯带,2019 年飞掠“阿罗科斯”,完成了人类迄今距离太阳最远的一次天体近距离飞掠;距离地球最远的人造探测器纪录仍属于旅行者 1 号。


