作者:崔茜卡·塔尔伯特，美国国家航空航天局 冥王星的增强彩色全球视图，拍摄于美国宇航局新视野号宇宙飞船在280，000英里(450，000公里)外
信用:美国国家航空航天局/JHUAPL/SwRI 五年前的今天，美国宇航局的新视野号飞船创造了历史
经过近10年30多亿英里的航行，这个无畏的钢琴大小的探测器在冥王星7800英里内飞行
有史以来第一次，我们以壮观的彩色细节看到了这个遥远世界的表面
这次相遇——还包括对冥王星五颗卫星中最大的一颗——夏龙的详细观察——结束了美国宇航局水手2号50多年前开始的对行星的初步侦察，揭示了一个充满壮丽景观和地质的冰世界——在太阳系中其他地方看不到的高耸的山脉、巨大的冰盖、凹坑、悬崖、山谷和地形
这只是开始
在那次开创性的飞越之后的五年里，几乎所有关于冥王星可能是一个惰性冰球的猜想都被抛出窗外或被推翻了
“我很清楚，太阳系把最好的留到了最后！”科罗拉多州玻尔得西南研究所的新视野首席研究员艾伦·斯特恩说
“我们不可能在太阳系边缘探索一颗更迷人或更具科学意义的行星
新视野团队工作了15年来计划和执行这次飞越，布鲁托回报了我们！" 科学家现在知道，尽管冥王星实际上处于寒冷之中，但它是一个令人兴奋、活跃且具有科学价值的世界
不可思议的是，它甚至掌握了一些更好地了解太阳系远端其他小行星的钥匙
多亏了新视野的数据，科学家们从2015年开始了解到了关于冥王星系统的10个最酷、最奇怪和最意想不到的发现
一个
冥王星有一颗“心”，它驱动着行星上的活动 有时候，你只需要听从你的内心，冥王星似乎完全照字面意思接受了这个建议
冥王星的心脏是一个巨大的百万平方英里的氮冰川，它是新视野号在靠近时观察到的标志性特征之一，在飞越期间以高分辨率成像
这颗名为“人造卫星平面”的心脏左心室迫使这颗矮行星重新定向，因此该盆地现在几乎正对着冥王星的卫星夏龙
冥王星及其大卫星夏龙的自然彩色视图，由美国国家航空航天局新视野号宇宙飞船于2015年7月13日和14日拍摄的图像编辑而成
信用:美国国家航空航天局/JHUAPL/SwRI 加州帕萨迪纳喷气推进实验室的行星科学家和新视野小组成员詹姆斯·塔特尔说:“这是一个被称为真正的极地漫游的过程——这是一个行星体改变其自转轴的过程，通常是对大型地质过程的反应。”
人造卫星Planitia目前的位置并非偶然
这是一个冷阱，氮冰聚集在这里形成一个至少2英尺的冰原
5英里(4公里)厚
巨大质量的持续不平衡，加上围绕冥王星运行的潮汐力和卡戎的拉力，实际上倾斜了这颗矮行星，因此盆地与冥王星和卡戎之间的潮汐轴更加接近
塔特尔说:“那次事件也可能导致冥王星表面破裂，并在它的地壳中形成许多巨大的断层，这些断层蜿蜒于冥王星的大部分区域。”
该盆地被认为形成于现在位置的西北方向，更靠近冥王星的北极
如果冰继续在盆地上堆积，冥王星将继续重新定向
但是这个故事还有更多… 2
冥王星表面下可能有一个巨大的液体海洋在晃动 聚集的冰可能不是唯一有助于重新定位人造卫星的东西
来自盆地的新视野数据表明，在它的下面可能有一个更重的物质在起作用，科学家们怀疑这个更重的物质是一个海洋
“这是一个惊人的发现，”塔特尔说
“这将使冥王星成为一个难以捉摸的‘海洋世界’，就像木卫二、土卫二和土卫六一样
“其他几条证据线，包括在新视野图像中看到的构造结构，也指向冥王星地壳下的海洋
斯普特尼克Planitia可能是大约40亿年前由一个直径30到60英里(50到100公里)的柯伊伯带物体撞击产生的，它切割出冥王星巨大的冰壳，只在盆地底部留下一层薄而脆弱的层
一个地下海洋很可能从下面侵入盆地，向上推动脆弱的地壳，后来在那里看到的厚厚的氮冰被覆盖在上面
最近基于该行星图像的模型表明，这种液体海洋可能是由冥王星快速而猛烈的形成引起的
冥王星的人造卫星平面图
荣誉:詹姆斯·塔特尔·基恩 三
冥王星可能仍然在构造上活跃，因为液态海洋仍然是液态的 巨大的断层延伸数百英里，大约切割2
冥王星表面覆盖着5英里厚的冰层
然而，科学家认为冥王星出现这些裂缝的唯一原因是其表面下的海洋逐渐冻结
水结冰时会膨胀，在结冰的外壳下，膨胀会推动并裂开表面，就像你冰箱里的冰块一样
但是如果温度足够低，压力足够高，水晶体可以开始形成更紧密的晶体结构，冰将再次收缩
使用新视野数据的模型显示冥王星具备这种收缩的条件，但是它没有任何已知的地质特征表明收缩已经发生
对科学家来说，这意味着地下海洋仍然处于冻结过程中，并有可能在今天的表面产生新的断层
“如果冥王星是一个活跃的海洋世界，那么这表明柯伊伯带可能在其矮行星中充满了其他海洋世界，极大地增加了我们太阳系中潜在可居住的地方的数量，”塔特尔说
但是，尽管冥王星的液态海洋今天可能仍然存在，科学家们怀疑它在大多数地方(虽然不是在人造卫星下面)被大约200英里(320公里)的冰所隔离
这意味着它今天可能不接触表面；但是在过去，它可能是通过被称为低温火山活动的火山活动渗出的
四
冥王星过去是——现在仍然可能是——火山活跃的 但也许不是你想象中的“火山”
在地球上，熔融的熔岩从水下裂缝中喷吐、流出、形成气泡，并通过位于数英里高处的火山从海洋中喷发出来，就像夏威夷一样
但是在冥王星上，有许多迹象表明，一种冰冷、粘稠的低温熔岩在不同的地方溢出了地表
科学家称之为“低温火山作用”
" 冥王星上人造卫星平面的内部结构图
荣誉:詹姆斯·塔特尔·基恩 莱特蒙斯和皮卡德蒙斯是斯普特尼克平原以南的两座大山，每座山上都有一个中央深坑，科学家认为这可能是低温火山的口部，与太阳系中发现的其他火山不同
斯普特尼克的西面坐落着维京Terra，它的长裂缝和地堑也显示了曾经流动的低温熔岩遍布地表的证据
在斯普特尼克平原的更西边是维吉尔窝区，富含氨的低温熔岩似乎在不到10亿年前，甚至更近的时候，就已经爆发到地表，覆盖了几千平方公里的红色有机分子区域
说到最近… 五
即使在今天，冰川仍在冥王星表面穿行，它们已经这样做了数十亿年 冥王星加入了地球、火星和一些有活跃冰川流动的卫星的行列
斯普特尼克平原以东是几十个(大部分)氮冰冰川，它们从坑洼的高地向下延伸到盆地，在前进的过程中切割出山谷
科学家怀疑氮冰的季节性和“超季节性”循环是冰川冰的来源，这些氮冰从冰升华为蒸汽，在矮行星周围飘散，然后在表面冻结
但是这些冰川不像我们地球上的水冰冰川
首先，其中的任何融化物都不会向冰川底部下落——而是会上升到顶部，因为液态氮的密度低于固态氮
当液氮出现在冰川顶部时，它甚至可能以喷射或间歇泉的形式喷发
此外，还有一个事实是冥王星的一些表面是由水冰组成的，其密度略低于氮冰
当冥王星的冰川雕刻表面时，一些水冰“岩石”会从冰川中升起，像冰山一样漂浮
在新视野号人造卫星的几张照片中可以看到这样的冰山。人造卫星是冥王星已知的最大的冰川，其直径超过620英里(1000公里)，大约相当于俄克拉荷马州和德克萨斯州的总和
这张冥王星斯普特尼克平台冰川的详细图像，宽约50英里，显示了氮冰表面的数千个坑以及更大的环流模式
科学家怀疑这些“岛屿”是漂浮的水冰岩礁，或者可能是冰山的顶端
信用:美国国家航空航天局/JHUAPL/SwRI 六
冥王星的巨大冰川人造卫星上有热对流细胞 放大人造卫星平面的表面，你会看到与太阳系其他任何地方都不同的东西:一个奇怪的多边形冰网，每个冰网至少有6英里(10公里)宽，在冰川表面翻腾
虽然它们在显微镜下像细胞，但它们不是；它们是冥王星内部热量试图从冰川下逃逸的证据，并形成氮气冰上升和下降的气泡，类似于热熔岩灯
温暖的冰上升到细胞的中心，而寒冷的冰沿着它们的边缘下沉
在地球的任何冰川中，或者在我们探索过的太阳系的任何其他地方，都没有类似的东西。 七
冥王星有一颗跳动的“心脏”，控制着它的大气和气候 尽管冥王星可能又冷又远，但它冰冷的“心脏”仍然随着每天有节奏的鼓声跳动，驱动着冥王星的大气和气候，就像格陵兰和南极洲帮助控制地球的气候一样
冥王星心形汤博区域的氮冰每天经历一个循环，在白天的阳光下从冰升华为蒸汽，在寒冷的夜晚凝结在表面
每一轮都像心跳一样，推动氮气以每小时20英里的速度在地球上循环
“冥王星的心脏实际上控制着它的大气循环，”加州山景城美国宇航局艾姆斯研究中心的行星科学家坦吉·贝特朗双关道
伯特兰利用新视野数据创建的复杂天气预测模型显示，当这些冰在冥王星心脏的北部升华，在南部冻结时，它们会推动凛冽的风向西移动——奇怪的是，与冥王星的东旋转方向相反
伯特兰说，这些西风，与冥王星心脏边缘崎岖的地形碰撞，解释了为什么在人造卫星平面的西边缘会有风条纹，考虑到冥王星的大气层只有地球的十分之一，这是一个了不起的发现
它们也解释了一些其他令人惊讶的沙漠般的特征… 美国宇航局新视野号任务的科学家使用最先进的计算机模拟显示，冥王星的人造卫星平面表面覆盖着搅动的冰“细胞”，这些细胞在地质学上是年轻的，由于一种叫做对流的过程而翻转
信用:美国国家航空航天局/JHUAPL/SwRI 八
冥王星有沙丘 这不是撒哈拉沙漠，也不是戈壁沙漠
这是冥王星
数百个沙丘绵延至少45英里(75公里)，位于斯普特尼克平原的西部边缘，科学家怀疑它们是最近形成的
沙丘需要小颗粒和持续的驱动风，这些风可以提升和吹动沙粒或其他东西
尽管它的重力很弱，大气稀薄，极度寒冷，表面由冰组成，冥王星显然拥有(或者仍然可能拥有)制作沙丘所需的一切
位于斯普特尼克冰川西北边缘的水冰山脉可能提供粒子，冥王星跳动的氮“心脏”提供风
然而，科学家们怀疑冥王星上的沙丘不是石英、玄武岩和石膏砂，而是风速不超过20英里/小时的沙子大小的甲烷冰颗粒，尽管考虑到沙丘的大小，过去风力可能更强，大气更厚
九
冥王星和卡戎几乎没有小陨石坑，这有很大的影响 在行星表面寻找陨石坑是太空中的一种常态
但是如果冥王星系统有什么异常的话，那就是冥王星和卡戎都没有很多小陨石坑——它们几乎都很大
“这让我们感到惊讶，因为小陨石坑比我们预期的要少，这意味着柯伊伯带的小天体也比我们预期的少，”凯尔西·辛格说，他是新视野项目的副科学家，也是科罗拉多州博尔德西南研究所的共同调查者
对新视野陨石坑图像的分析表明，很少有直径小于1英里的物体轰击过这两个世界
因为科学家没有理由相信构造活动会优先清除这些小陨石坑的表面，这可能意味着柯伊伯带几乎没有非常小的物体
辛格说:“这些结果为我们提供了太阳系是如何形成的线索，因为它们告诉我们像冥王星甚至可能是地球这样的较大物体的积木数量。”
“每次我们去太阳系的新地方，我们都会发现挑战现有理论的惊喜，”辛格补充道
"新视野号飞越就是这样做的，而且是在许多方面！" 九
冥王星伯尼盆地崎岖多冰的陨石坑平原特写
信用:美国国家航空航天局/JHUAPL/SwRI 10
卡戎有火山爆发的过去，这可能是理解其他冰封世界的关键 新视野号还捕捉到了冥王星的卫星卡戎的惊人图像，它们也揭示了那里一些令人惊讶的地质情况
在《新视野》高分辨率影像中的卡戎一侧，卡戎有两种截然不同的地形类型:一种是官方称之为瓦肯平原(Vulcan Planitia)的向南延伸的广阔平原，至少相当于加利福尼亚的面积；另一种是崎岖不平的地形，俗称Oz Terra，向北延伸至卡戎的北极
两者似乎都是由(你猜对了！)，一个位于夏龙地壳下的古老海洋
北部的适度扩张造就了今天奥兹泰拉崎岖的山区地形，而南部的扩张则迫使其通过喷口、裂缝和其他开口，成为低温熔岩，溢出地表
事实上，瓦肯平原被认为是一个巨大的低温流，在卡戎历史早期覆盖了整个地区
类似的特征存在于太阳系周围的一些冰冷的卫星上，包括海王星的巨型卫星海卫一、土星的卫星特提斯、土卫四和土卫二，以及天王星的卫星米兰达和爱丽儿
多亏了《新视野》中关于卡戎的详细图像，卡戎过去的模型就像一块罗塞塔石碑，有助于理解其他冰封世界的火山和地质活动
马里兰州劳雷尔的约翰·霍普金斯应用物理实验室的新视野项目科学家哈尔·韦弗说:“新视野把冥王星从一个模糊的望远点变成了一个具有惊人多样性和惊人复杂性的活世界。”
“我们都被整个冥王星系统的一系列现象震惊了，从卡戎的极地色彩和巨大的裂缝，到四颗较小卫星的‘冰球’构成，这些都为系统的起源提供了有价值的线索
冥王星的遭遇是探索的巅峰，是对美国宇航局新视野小组的远见和坚持的真正致敬
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