本文发表在《大众科学》的前博客网络中,反映作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
经过十年的旅程,美国宇航局的新视野号探测器距离冥王星系统仍有4.2亿公里——但这已经足够近,可以开始看到一个冰冷的世界及其主要卫星的轨道舞蹈。
在距离太阳如此遥远的地方,行星天体更容易抓住卫星,所以即使只有地球质量0.2%的矮行星冥王星也有不少于5个已知的卫星:质量约为冥王星12%的卡戎,以及位于主要的冥王星-卡戎对之外的冥河、尼克斯、刻耳柏洛斯和许德拉等小型卫星群。
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它们是一对,与我们熟悉的行星-卫星系统相比,它们更像是双行星。
地球和月球绕着它们的共同质心运行,该质心位于距离地球中心约4,700公里的地方(但仍在其内部)——这导致我们在绕太阳运行时有效地“摇摆”(这种特性被用于搜索遥远系统中的系外卫星)。相比之下,卡戎将其系统的质心拉出到冥王星表面上方近1000公里的地方,因此行星和最大的卫星每6.4个地球日都绕着太空中的一个点跳舞。
新视野号远程侦察成像仪在7月下旬拍摄了一系列图像,非常清楚地显示了这种运动。
视角有些倾斜——我们不是直接“向下”观察这个系统,所以轨道看起来是椭圆形的,而不是它们真正的圆形。
在接下来的几个月中,我们可以期待越来越好的图像,最终将在2015年7月14日壮观地飞掠冥王星14,000公里以内(相比之下,卡戎在距离系统质心约17,500公里的地方运行)。但这不会持续很久,以相对于相遇速度13.8公里/秒的速度移动,新视野号将只是冥王星天空中的短暂一瞥。
这次短暂相遇产生的科学成果应该比十年的等待更有价值。我们从未见过这些古老的跨海王星天体表面的细节。这样做将揭示大量关于它们的起源和历史的信息。例如,一些理论认为,在遥远的过去,卡戎对冥王星的潮汐效应可能促成了地下水海洋的存在——位于地下几百公里的地方。甚至可能这样的地方仍然存在,被冥王星的冻结氮和甲烷地壳隔绝。地表上可能存在深渊领域的线索,以地球物理特征和成分的形式,新视野号将能够瞥见。
冥王星-卡戎的华尔兹只是开场戏...