太阳系的历史是一道冷菜，而且在“天涯海角”上非常寒冷。
这是美国国家航空航天局（NASA）的“新视野”号探测器传回地球的信息，它已完成了对柯伊伯带（Kuiper Belt）中一个小天体的历史性探索，柯伊伯带是海王星之外矮行星和彗星状天体的广阔聚集地。“新视野”号在东部时间1月1日凌晨12:33飞掠而过时，“天涯海角”距离太阳略超过40亿英里。它是迄今为止航天器访问过的最遥远的天体，也是最寒冷的天体之一：约为35开尔文，或接近零下400华氏度。
在如此低温下，“天涯海角”（更正式的科学名称为2014 MU69）保留了其最初的古老成分。“天涯海角”在另一个更专业和更引人入胜的方面也很“冷”。它是动态冷的，是所谓的“冷经典”柯伊伯带的一部分，这意味着它在一个稳定的轨道上绕太阳运行，这个轨道没有受到所有混乱事件的干扰，而地球和其他行星在四十多亿年前形成时都曾经历过这些混乱事件。
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在相遇之前，“新视野”号团队的最大希望是他们能看到太阳系诞生时完好无损的幸存者。“天涯海角”的第一批图像显示其形状像一个精致堆叠的雪人，充分证实了这些希望。它与年轻恒星周围的气体和尘埃云如何聚集在一起形成越来越大的物体的模型完全吻合——这个过程在理论上已经得到了很好的研究，但在现实中直到现在才被观察到。“我们正在观察构成行星和卫星的最早的基石之一，”美国国家航空航天局（NASA）艾姆斯研究中心的科学家杰弗里·摩尔（Jeffrey Moore）说。“看起来就像有人把它放在上帝的冰箱后面冷冻了四十五亿年。”
前往柯伊伯带的漫长道路
对于“新视野”号的首席研究员艾伦·斯特恩（Alan Stern）来说，被冷落是一种非常熟悉的感觉。早在任何人知道“天涯海角”存在之前，他就开始游说美国国家航空航天局（NASA）开展像“天涯海角”这样的任务，那是20世纪80年代。他最初的目标是访问冥王星，完成对当时九大行星的探索，但这些计划毫无进展。为了符合他们局外人的身份，斯特恩和其他志同道合的外太阳系爱好者自称“冥王星地下组织”。
20世纪90年代，当天文学家发现冥王星只是更宏大的柯伊伯带的一部分时，人们对冥王星的科学兴趣爆发了。即便如此，斯特恩还是眼睁睁地看着三个不同的任务概念枯萎和消亡。又过十年，经历了一次取消和一次罕见的复活，“新视野”号才于2006年1月19日发射升空。
探测器的名义目标只是访问冥王星及其卫星，但从一开始，斯特恩就想到了第二幕。“新视野”号是一艘非常健康的航天器，它有能力再运行15到20年，”他说。为什么要浪费这千载难逢的机会去探索更多的柯伊伯带呢？2015年的一次飞掠显示，冥王星是一个令人兴奋的动态世界，但在某些方面，它也太动态了：其活跃的地质（冥王星学？）已经抹去了其早期历史的大部分痕迹。访问一个更小、更原始的后续目标将填补太阳系侦察中一个巨大的缺失部分。
巨大的难题是，天文学家的目录中没有合适的目标；“新视野”号团队必须自己找到一个，探测器可以用其日益减少的燃料到达的目标。这意味着要集结世界上最强大的望远镜，寻找一个在密集的背景星中缓慢移动的昏暗光点，它必须位于一个易于拦截的精确位置。西南研究院（SwRI）的马克·布伊（Marc Buie）描述了他领导这项搜索的工作。“我花了10年时间为‘新视野’号寻找一个目标，”他以令人钦佩的冷静说道。“我来告诉你一个小秘密：当你通过望远镜拍照时，照片上不会有箭头告诉你该看什么。”
最终，布伊发现了它。这个明显的闪烁点只包含哈勃太空望远镜（Hubble Space Telescope）调查图像中的144个光子，“但当我看到它的那一刻，我感到一阵寒意。我知道就是它了。”随着其重要性的提高，最初编目为1110113Y的天体变成了潜在目标1，然后是柯伊伯带天体2014 MU69，最近它被非正式地称为“天涯海角”（Ultima Thule）（这个名字引发了一些不幸的争议）。
雪人登场
当“天涯海角”的第一批高分辨率图像从“新视野”号传回时，所有过去的痛苦都从科学家们的脑海中消失了，取而代之的是互相拍背和巨大而不可动摇的笑容。
“它是个雪人！”斯特恩看着“天涯海角”标志性的双瓣形状大笑道。或者用科学术语来说，他指出，它是一个“接触双星”，是两个独立形成的天体，但现在通过它们的相互引力结合在一起。较大的瓣是较小瓣的三倍大；堆叠在一起，它们长达21英里。
雪人结构正是“新视野”号团队希望在柯伊伯带中找到的。“我希望从这次任务中获得的最重要的东西是无可辩驳的证据，证明我们正在观察一个原始的、未被改变的天体，”布伊说。更具体地说，他想亲眼目睹一个天体，它被冻结在太阳系中小天体开始聚集在一起并形成更大天体的那一刻。
在行星和卫星上，所有关于这个过程的证据都被随后的地质活动抹去了。即使在相对原始的彗星（如67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星）上——欧洲航天局的“罗塞塔”号探测器在2016年之前研究过的“橡皮鸭”彗星——表面也已被太阳的热量广泛烘烤和改变。摩尔轻松地将这些天体斥为“烤面包片”。
在“天涯海角”上，仿佛太阳系的诞生发生在昨天，两个星子（围绕年轻恒星凝聚的第一批大型岩石、尘埃和冰的集合体）仍然聚集在一起，就在“新视野”号的数字眼前。“我看着它，心想，‘我看到了吸积作用正在发生’，”布伊说。“这将彻底改变我们对自身起源以及整个过程如何运作的看法。”
你想建造一颗行星吗？
事实上，这场变革已经如火如荼地展开。在“天涯海角”飞掠后的头三天，“新视野”号分析团队的成员聚集在约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的任务控制中心附近，以理解最初的数据下载。在等待了数十年之后，斯特恩渴望开始行动。“我们将在下周开始撰写我们的第一批科学论文！”他承诺道。但实际上，甚至没有人等待那么久才开始深入研究来自“天涯海角”的教训。
首要任务之一是解释“天涯海角”的两个瓣是如何如此温和地结合在一起的，在它们相遇的地方，整洁的小项链状的明亮物质环绕着。“圣路易斯华盛顿大学”的行星动力学专家比尔·麦金农（Bill McKinnon）指出，柯伊伯带中的天体移动非常缓慢，典型的相遇速度约为每小时600英里，这限制了撞击可能造成的破坏程度。
“天涯海角”的结合显然比这还要轻微。最有可能的是，这两个瓣最初是作为独立的物体相互绕轨道运行而形成的，螺旋式地靠近，直到它们接触。“这就像停车场的轻微碰撞，步行速度。而且，这些可能是非常多孔的物体；它们有吸收能量的缓冲器，”麦金农说。结果，这两个瓣粘在了一起，而不是在接触时破碎。
“天涯海角”的紧密结合的瓣提供了迄今为止最直接的证据，证明了行星如何形成的标准的层级理论：首先，尘埃颗粒粘在一起形成卵石，卵石聚集在一起形成星子。这些星子吸积成原行星，一直持续到更大的物体，如地球和木星。
另一个值得注意的细节是，除了大小差异外，“天涯海角”的两个瓣在形状和颜色上看起来非常相似。“这也与两个在原行星盘中彼此靠近形成的物体的合并结果相符，”西南研究院的西尔维娅·普罗托帕帕（Silvia Protopapa）说。在这样一个化学和动态寒冷的区域，两个相邻的星子应该是由基本相同的原始材料混合物聚集而成的。
仍然存储在“新视野”号上的信息将揭示更多关于这些材料到底是什么的信息。“我们将寻找氨、水、一氧化碳和有机物，”普罗托帕帕说。“天涯海角”的整体红色色调已经表明它被类星体（经过数百万年辐射处理的有机化合物）覆盖，类似于在许多其他外太阳系天体（包括冥王星的卫星卡戎）上看到的情况。
摩尔感到欣慰，如果说可能有点失望的话，那就是关于“天涯海角”的一切都没有直接反驳人们的预期——如果，比如说，两个瓣的颜色完全不同，情况就会如此。“在零阶近似下，我们关于这些东西如何形成的观点似乎得到了证实，”他说。“但是人们曾有过各种各样的具体解释。这就像走进一家餐厅，你可以从菜单上选择任意数量的东西。现在我们看到了‘天涯海角’，我们知道菜单上的好选择是什么。”
“天涯海角”的下一步行动
考虑到这些对“天涯海角”的快速解读都是由高度咖啡因化的科学家在睡眠不足或没有睡眠的情况下进行的，并且仅使用了“新视野”号在其飞掠期间收集的总数据的1%的初始下载量，这一切就更加令人印象深刻。
到目前为止，最明显的缺失数据元素可能是对“天涯海角”地形的清晰观察：我们可以看到它，但我们无法真正感受到它。迄今为止发布的最佳视图是在太阳几乎直接位于航天器后方拍摄的，这使得很难区分外星景观上的山丘和洼地。更清晰的图片，包括显示深阴影的图片，仍然位于“新视野”号的固态记录仪上。“将需要20个月才能清空记录仪中我们拍摄的所有数据，包括数百张图像和光谱，”斯特恩说。这要归咎于距离家园六光时的航天器极其有限的带宽。
随着存储的信息涓涓细流般地传来，你可以期待更多的历史课程。行星科学家们面临的一个悬而未决的大问题是“天涯海角”的各个瓣本身是如何组装起来的。有点令人惊讶的是，没有明确的陨石坑证据。当然，有一些东西类似于陨石坑，但在“天涯海角”形成的平静环境中，这些分辨率差的构造实际上可能是堆积起来的山丘，而不是被挖空的坑。“我们可能会发现，纹理主要由缓慢的[吸积]过程主导，”摩尔说。如果是这样，那将揭示关于行星形成的早期阶段的很多信息。
考虑到这一点，西南研究院的凯茜·奥尔金（Cathy Olkin），“新视野”号的副项目科学家，渴望检查“天涯海角”的成分如何因地点而异。“新视野”号的光谱测量应该可以识别出来自古代撞击的单个飞溅物，这些飞溅物像苍蝇一样粘在挡风玻璃上。然后，她将对飞溅物进行普查，以了解产生它们的物体。“因此，我们将能够观察柯伊伯带中最小的粒子，这是一个我们无法以任何其他方式看到的群体，”她说。
关于“天涯海角”，也许最微妙但最重大的惊喜是我们竟然能够到达它。最近使用位于智利的阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）天文台对新生恒星进行的研究表明，它们中的许多似乎正在比我们在太阳系中看到的更大的尺度上形成行星，它们的柯伊伯带版本在更远的距离上形成。相比之下，我们的太阳和“天涯海角”之间的巨大距离看起来并没有那么巨大。
麦金农在那里提出了另一个可能的历史教训：我们太阳系的外边缘可能在非常早期的阶段就被邻近恒星的辐射削掉了，他认为，甚至在“天涯海角”形成之前。“它可能由太阳诞生星团中的其他恒星，它失去的兄弟姐妹们定义，”他说。
那么，在关于我们的太阳系是正常的还是宇宙中的离群值的辩论中，“天涯海角”将天平稍微向怪异的方向倾斜了一点。“然后你考虑到太阳是一颗单星，这并不正常，而且类太阳恒星也不是最常见的恒星，”麦金农说。“你把它加起来，你会想，‘我们并不完全是一个普通的行星系统。’”