宇宙論或被改寫!64億公里外的太空,出現遠超人類想像的景象

宇宙論或被改寫!64億公里外的太空,出現遠超人類想像的景象

人類不斷對宇宙進行著探索,越來越多的人類太空飛行器被發射進入宇宙,太空的面貌終於在我們面前呈現出了冰山一角。但隨之而來的還有更多和宇宙相關的謎團,目前我們沒有足夠的能力去解答。尤其是宇宙的組成和起源,這是人類科學家一直以來都在研究的問題。

在這個過程中,由於很多數據都無法探測,所以科學家們只能採取假設和推算的方式,比如奧特星雲、蟲洞、戴森球等等,這都是無法證實或證偽的理論假設。

宇宙論或被改寫!64億公里外的太空,出現遠超人類想像的景象

Tips:1950 年,科學家簡·奧特經過精密計算髮現,在冥王星軌道後約 30000 天文單位至1光年處,可能存在著一個巨大的球形星雲(奧特星雲),存在著一萬億顆圍繞太陽運行的彗星。

現在把視線轉向我們曾經為了探索宇宙而做出的努力,其中有一台相當著名的探測器,它先後飛越了木星和冥王星,為天文學家的研究提供了重要數據,這就是NASA在2006年發射的「新視野號」。新視野號在經過木星和冥王星之後,來到了宇宙更深處,讓科學家們看到了幾乎顛覆他們認知的景象。

新視野號的探測過程

新視野號探測器是第五個達到了離開太陽所需逃逸速度的探測器,它的主要任務其實只有一個,那就是探測冥王星和它的衛星「卡戎」共同組成的系統。在到達冥王星之前,它的軌跡會飛越木星,同時在這裡收集一些木星的數據。

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Tips:新視野號探測器一般指新地平線號探測器。新地平線號探測器是美國國家航空航天局NASA於2006年1月19日在甘迺迪航天中心發射升空的冥王星探測器。

2006年9月4日,新視野號拍攝了第一張木星的照片,當時兩者距離大約2.91億公里。新視野號飛越木星花費了4個月,在這段時間裡,新視野號對木星進行了相當頻繁的觀察記錄。新視野號上搭載的儀器都是使用最新技術製造的,尤其是它的攝像頭,這能保證照片上呈現出的畫面足夠清晰。

新視野號觀測木星的主要任務之一就是觀察木星的大氣狀況、分析大氣中的元素和物質構成。新視野號還觀測和測量了木星上極地地區的熱致雷擊,以及能夠代表暴風雨活動的「波浪」。同時,新視野號還在不同角度和光照條件下拍攝了木星環系統的詳細圖像,並且在環內發現了由於碰撞或其他無法解釋的原因而留下的碎片。在木星又小又微弱的環系統中,新視野號並沒有探測到衛星的存在。

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Tips:木星Jupiter是距離太陽第五近的行星,也是太陽系中體積最大的行星,截至2019年已知有79顆衛星。

當新視野號從木星附近飛越時,會獲得木星的重力作為輔助動力,讓自身能夠加速飛向終點——冥王星。在飛向冥王星的過程中,新視野號基本上都會自動調節成休眠模式。為了執行其他任務,新視野號關閉了冗餘組件以及控制系統,從而減少能耗、延長自己的生命周期、降低運營成本,並且釋放出深空網絡信號傳回地球。

早在新視野號飛越木星的過程中,它就已經拍攝到了冥王星。那是在2006年9月21日到24日,新視野號向地球傳回了第一張冥王星的照片,當時和冥王星的距離大約有42億公里。這展現了太空飛行器追蹤遙遠目標的能力,對於飛越冥王星後觀測其他柯伊伯帶天體具有重要意義。

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Tips:冥衛一Charon,常譯為卡戎,也稱為(134340)Pluto I,是矮行星冥王星中五顆已知天然衛星中最大的一顆。它的平均半徑為606千米。

2013年7月1日到3日,新視野號拍下了第一張冥王星和卡戎同框出現的照片並傳回地球。此後,他又拍攝了很多張卡戎圍繞著冥王星旋轉的照片,通過觀察,科學家認為,卡戎旋轉的軌道是一個完整的圈。2015年7月14日,在經歷了漫長的宇宙旅程之後,新視野號和冥王星相遇了。在這一天,新視野號和冥王星達到了彼此之間最近的距離,大約1.25萬公里。除了拍攝冥王星的近距離照片、記錄它的形態和地面特徵之外,新視野號還肩負著探測冥王星大氣層化學成分、計算冥王星非電離大氣逃逸速度的任務。

在飛越冥王星之後,新視野號已經記錄下了冥王星-卡戎系統的完整科學數據,這些數據一共有6.25GB。由於受宇宙環境影響,新視野號只能以每秒1-2kb的速度傳輸數據。一直到大約15個月之後,這些數據才被全部下載完畢。

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Tips:柯伊伯帶Kuiper belt,另譯柯伊伯帶、古柏帶,是位於太陽系的海王星軌道(距離太陽約30天文單位)外側,在黃道面附近的天體密集圓盤狀區域。

此時的新視野號依然保持著健康的運行狀態,於是獲得了另外一項任務,那就是在2021年之前對其他的柯伊伯帶天體進行探索。在這個過程中,新視野號不斷通過無線信號跟地球上的人類交流著,為我們呈現出一個未知而神秘的宇宙世界。

64億公里外的太空有什麼

當我們平時抬頭仰望夜空時,也許會面對無邊無際的黑暗發出驚嘆。這還是我們在地面燈光和大氣層的共同干擾下看到的夜空,甚至會有「夜色如墨」的說法。在大氣層之外、甚至更深遠的宇宙,又能夠黑到什麼程度呢?新視野號為我們提供了答案。

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Tips:加法三原色以英文的Red,Green,Blue表示,減法三原色則為英文的青、品紅、黃的縮寫CMY表示,多用於美術及各種塗覆顏料和色素,稱為「三原色」。

新視野號團隊的托德·勞爾和他的同事使用新視野號遠程偵察成像儀相機觀察宇宙,以30秒的曝光在遍布恆星的銀河系中的七個區域拍攝了195次。收集到的數據顯示,在新視野號上觀察到的天空比地球上的天空要暗10倍。與外太陽系不同,地球的表面有很多塵埃,它會將太陽光向各個方向散射,甚至向後散射。這種被灰塵散射的太陽光被稱為黃道光,由於黃道光的影響,之前宇宙光學背景的相關測量都很容易出現誤差。

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Tips:黃道光是一些不斷環繞太陽的塵埃微粒反射太陽的光而成。黃道光因行星際塵埃對太陽光的散射而在黃道面上而形成的銀白色光錐,一般都呈三角形,大致與黃道面對稱並朝太陽方向增強。

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