新視野號(hào)飛掠“天涯海角”

文/遲惑

在美國(guó)諸多航天器里，“新視野號(hào)”絕對(duì)是排在前列的網(wǎng)紅。它一路飛向太陽(yáng)系的邊緣，拍到了相當(dāng)多遙遠(yuǎn)的天體。它的主要探測(cè)對(duì)象是被降格成矮行星的冥王星。這項(xiàng)任務(wù)已經(jīng)在2015年順利完成。不過(guò)“新視野號(hào)”的使命并沒(méi)有結(jié)束。這也和矮行星這個(gè)定義有一定的關(guān)系，在冥王星所在的柯伊伯帶里，有著大量小行星，冥王星不過(guò)是其中比較大的一個(gè)。那么其他柯伊伯帶小行星是什么樣的呢？在新年來(lái)臨之際，“新視野號(hào)”近距離觀測(cè)了其中一個(gè)，讓天文學(xué)家們欣喜若狂，這就是Ultima Thule星。Ultima Thule星被眾多媒體翻譯為“天涯海角”。

“新視野號(hào)”的好運(yùn)氣

不得不說(shuō)，“新視野號(hào)”這次的運(yùn)氣不錯(cuò)。在它抵達(dá)柯伊伯帶之前，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡就在它的預(yù)定航路上發(fā)現(xiàn)了“天涯海角”。由于距離太過(guò)遙遠(yuǎn)，即使以“哈勃”的分辨率，“天涯海角”看上去也不過(guò)是一個(gè)小點(diǎn)而已。人們除了知道它的存在，對(duì)于大小、形狀、質(zhì)量之類的事情一無(wú)所知。好運(yùn)氣的另外一個(gè)方面，是“哈勃”在那段時(shí)間里還能工作。如果是2019年1月之后，可能就啥也看不見(jiàn)了。

▲“新視野號(hào)”飛越

根據(jù)“哈勃”的觀測(cè)，人們一度認(rèn)為“天涯海角”是一個(gè)扁長(zhǎng)的天體，還有人認(rèn)為它其實(shí)是兩顆小行星，在極近的相互距離上“二人轉(zhuǎn)”。但無(wú)論是“哈勃”還是其他望遠(yuǎn)鏡都無(wú)法判斷“天涯海角”的形狀，只能感受到它的亮度在不斷變化。新年前后，人們也只能根據(jù)最清晰的一張照片判斷，“天涯海角”可能是長(zhǎng)橢圓形的。然而，最大的風(fēng)險(xiǎn)并不是把它的形狀看錯(cuò)了，而是人們看錯(cuò)了圖像，根本沒(méi)有這顆小行星。

要想做出準(zhǔn)確判斷，需要更多觀測(cè)。不過(guò)然后的事情，“哈勃”就幫不上忙了。幸運(yùn)的是“新視野號(hào)”自己的主相機(jī)很給力。2018年9月，“新視野號(hào)”用“遠(yuǎn)距離探測(cè)成像儀”拍到了“天涯海角”，雖然它在整個(gè)畫面上只占了48個(gè)像素，但意味著一個(gè)好的開(kāi)始。這時(shí)候，又發(fā)生了一件有利的事情。“天涯海角”從一顆恒星前面橫飛而過(guò)，形成了掩星效果。這就讓人們確信，這顆小行星不是看錯(cuò)了，不是望遠(yuǎn)鏡上的灰塵，而是真實(shí)存在的。有了這次上天賜予的暗示，團(tuán)隊(duì)精確調(diào)整了“新視野號(hào)”的航路，以14公里每秒的相對(duì)速度接近“天涯海角”。

又經(jīng)過(guò)了幾個(gè)月的飛行，2019年元旦即將來(lái)臨之際，“新視野號(hào)”準(zhǔn)確地找到了“天涯海角”，實(shí)現(xiàn)近距離觀測(cè)已經(jīng)非常有把握。因此，約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室（APL）項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)立刻決定放棄新年休假，不但全員加班，還邀請(qǐng)了不少相關(guān)領(lǐng)域的專家和媒體到場(chǎng)觀摩。有航天媒體的記者為了突出項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的“加班加點(diǎn)”，還歷數(shù)了此前的深空探索團(tuán)隊(duì)加班史，比如洞察號(hào)探測(cè)器在感恩節(jié)降落在火星，NEAR舒梅克探測(cè)器在情人節(jié)那天抵達(dá)愛(ài)神星，深度撞擊探測(cè)器在美國(guó)國(guó)慶節(jié)當(dāng)天撞擊彗星，等等。

“新視野號(hào)”飛越“天涯海角”的當(dāng)天，任務(wù)團(tuán)隊(duì)、嘉賓和媒體記者坐滿了APL的大廳，十多年來(lái)，“新視野號(hào)”的測(cè)控都是在這里進(jìn)行的。在接近午夜的時(shí)候，控制中心收到了“新視野號(hào)”傳回的自檢信息，星上各分系統(tǒng)工作正常。這對(duì)于一個(gè)飛行了13年的探測(cè)器來(lái)說(shuō)，是個(gè)超乎想象的好成績(jī)。緊接著，人們開(kāi)始接收“新視野號(hào)”拍攝的圖像。

雖然根據(jù)軌道計(jì)算，這次近距離探測(cè)是很有把握的，但團(tuán)隊(duì)還是很緊張。因?yàn)榫嚯x遙遠(yuǎn)，人們無(wú)法實(shí)時(shí)遙控“新視野號(hào)”。

神奇的發(fā)現(xiàn)

當(dāng)“新視野號(hào)”近距離接近“天涯海角”后，神奇的事情發(fā)生了。在經(jīng)歷幾個(gè)小時(shí)才傳回地球的照片上，人們發(fā)現(xiàn)它確實(shí)是兩顆小行星，但并不是在唱“二人轉(zhuǎn)”。它們緊緊地連接在一起，就像一份雙球冰激凌一樣。它們是撞在一起了嗎？根據(jù)APL項(xiàng)目組負(fù)責(zé)人阿蘭·斯特恩的說(shuō)法，它們倆實(shí)際上是慢慢彼此吸引、接近，最后走到一起的。如果是兩輛汽車用這樣的速度靠近并且挨在一起，“都不用走保險(xiǎn)”。

這并不僅僅意味著我們看到了一場(chǎng)有驚無(wú)險(xiǎn)的宇宙車禍，更意味著，人們或許看到了太陽(yáng)系的巖石類行星——例如地球和火星——是如何產(chǎn)生的。在幾十億年之前，也許就是一些小行星彼此靠在一起，彼此融合，最后形成了今天我們看到的大千世界。因此，天文學(xué)界給這種天體發(fā)明了一個(gè)詞匯叫做“星子”（planetesimal）。柯伊伯帶處在太陽(yáng)系邊緣，人們認(rèn)為，這個(gè)小行星帶是由“不計(jì)其數(shù)的微顆粒和卵石”組成。這些小天體經(jīng)過(guò)一個(gè)漫長(zhǎng)過(guò)程后，可能會(huì)組成一顆顆行星！

▲“新視野號(hào)”拍攝的近距離冥王星照片（下）比“哈勃”拍的（上）清楚多了

有些天文學(xué)家質(zhì)疑阿蘭·斯特恩，認(rèn)為歐空局羅塞塔號(hào)探測(cè)器探索的楚留莫夫-格拉希門克彗星才是人類第一次發(fā)現(xiàn)兩個(gè)星體連接在一起的天體。不過(guò)APL的科學(xué)家摩爾認(rèn)為，彗星的彗核是水冰和灰塵形成的，啞鈴狀的外形很可能是中間部分的水冰蒸發(fā)掉了，不一定是兩個(gè)天體粘在一起。

APL的團(tuán)隊(duì)對(duì)“新視野號(hào)”發(fā)回的圖像做了增強(qiáng)和精確分析，發(fā)現(xiàn)了更多的信息。首先，它的自轉(zhuǎn)周期是15個(gè)小時(shí)，而且，“天涯海角”在兩個(gè)原始星體相結(jié)合的部位比較亮，似乎積攢了很多比較細(xì)膩的顆粒。至于“天涯海角”所呈現(xiàn)出的紅色，美國(guó)西南研究所的凱里·豪沃特認(rèn)為這是它表面冰層反射的光。

目前人們所看到的照片，是“新視野號(hào)”在距離“天涯海角”5萬(wàn)公里的地方拍攝的。考慮到這個(gè)地方的陽(yáng)光已經(jīng)非常微弱，人們從照片上無(wú)法精確分析“天涯海角”的地形。這要等到“新視野號(hào)”進(jìn)一步接近目標(biāo)，拍攝并傳回更清晰的照片以后才能確定。

柯伊伯帶距離太陽(yáng)很遠(yuǎn)，因此溫度很低。但是它們的軌道傾角和太陽(yáng)系里的其他大行星基本一樣，幾十億年中沒(méi)有發(fā)生過(guò)顯著的變化。按照新視野項(xiàng)目有關(guān)科學(xué)家的說(shuō)法，“這可能是迄今為止人類探測(cè)器發(fā)現(xiàn)的最古老天體”。

既然抓住了“天涯海角”，美國(guó)宇航局和應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室就不能放過(guò)機(jī)會(huì)，操縱相機(jī)猛拍是必不可少的。關(guān)于“天涯海角”的故事還在講述之中，“新視野號(hào)”掠過(guò)“天涯海角”并進(jìn)行拍攝的時(shí)間只持續(xù)了幾分鐘。但因?yàn)樾巧贤ㄐ旁O(shè)備發(fā)射功率有限，加之距離遙遠(yuǎn)，所拍攝到的“天涯海角”照片要用20個(gè)月的時(shí)間才能傳完。但是APL的科學(xué)家們面對(duì)這樣的龜速下載，還是決定要耐心等待。誰(shuí)叫“新視野號(hào)”是唯一的片源呢？

▲柯伊伯帶里有大量像Ultima Thule星這樣的小行星

高興啥呢？

阿蘭·斯特恩對(duì)記者說(shuō)：“我實(shí)在是太高興了，就和2015年“新視野號(hào)”掠過(guò)冥王星的時(shí)候一樣高興。這是人類的探測(cè)器第一次發(fā)現(xiàn)兩個(gè)天體連在一起，就像堆雪人一樣。”

不就是近距離探索了一顆小行星嗎？雖然這也是少見(jiàn)的成就，但人類并不是第一次近距離拍攝小行星了。APL的人們高興到這樣的程度，似乎非比尋常。

▲Ultima Thule星距離太陽(yáng)非常遙遠(yuǎn)

按照APL的解釋，近距離探測(cè)“天涯海角”，還真是一件前無(wú)古人的成就。

“新視野號(hào)”在掠過(guò)冥王星之后，繼續(xù)在柯伊伯帶里游蕩。這是一個(gè)遍布著冰凍小行星的區(qū)域。不過(guò)所謂的“遍布”，也不過(guò)是數(shù)量有點(diǎn)多而已，完全不可能達(dá)到科幻電影里那樣密集的隕石陣場(chǎng)景。所以，在這個(gè)區(qū)域里的小行星也不是俯首可拾的狀態(tài)。如果要想在這里找到某個(gè)具體小行星并且加以探測(cè)，還是要碰運(yùn)氣的。

另外說(shuō)一句，“天涯海角”的顏色，是紅的！

▲人們一度認(rèn)為，Ultima Thule星是兩塊圓形石頭組成的，然而這可能是誤判

小行星本身

這里還有另一件事不得不提。Ultima Thule星的命名聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)古怪。如果按照發(fā)音，它應(yīng)當(dāng)被讀作“奧梯瑪-圖勒”。這也不足為奇。宇宙里的小行星那么多，總要找些冷僻的詞匯來(lái)給它們起名字，否則人類的語(yǔ)言很快就要不夠用了。但“Ultima Thule”名稱公布后不久，居然招來(lái)了一些人的指責(zé)，認(rèn)為這個(gè)名字有宣揚(yáng)納粹的嫌疑。

“Ultima Thule”的編號(hào)是2014MU69，這意味著它是在2014年被確認(rèn)下來(lái)的。當(dāng)時(shí)“新視野號(hào)”還沒(méi)有抵達(dá)冥王星，但已經(jīng)勝利在望。因此，美國(guó)宇航局和APL開(kāi)始考慮冥王星之后的任務(wù)。

“Ultima Thule”的兩顆星分別被叫做Ultima星和Thule星，前者的尺寸達(dá)到19千米，后者也有14千米。它們距離地球有66億公里之遠(yuǎn)。

在飛越它們之前，團(tuán)隊(duì)打算給它起個(gè)外號(hào)，這樣更容易引起媒體和公眾的興趣。他們考慮了好幾個(gè)單詞，包括雷神之錘、杏仁、腰果、花生，等等，甚至有人打算叫它提拉米蘇，但最后公布出來(lái)的外號(hào)是“Ultima Thule”。

然而，有人說(shuō)這個(gè)詞被納粹用來(lái)形容雅利安人的起源之地。西方的輿論環(huán)境下，粘上“納粹”這兩個(gè)字就意味著大麻煩。為此美國(guó)宇航局和APL負(fù)責(zé)人趕緊出來(lái)為自己辯護(hù)。

阿蘭·斯特恩說(shuō)，這個(gè)詞可以追溯到神話時(shí)代，意味著極其遙遠(yuǎn)的北方之地。“對(duì)于探索來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常好的文化基因。正是有些壞人也喜歡Thule，我們更不能讓他們玷污這個(gè)詞了。”

美國(guó)宇航局負(fù)責(zé)科學(xué)的副局長(zhǎng)托馬斯·祖部徹恩也說(shuō)：“就算這個(gè)詞與納粹有所聯(lián)系，也是非常微弱的。”

美國(guó)航天媒體的一些記者也站出來(lái)洗地，說(shuō)“Ultima Thule”的谷歌搜索結(jié)果中，還包括阿拉斯加民居、芬蘭玻璃器皿品牌、澳大利亞無(wú)線電展會(huì)，所以不是納粹專用詞。

根據(jù)筆者的調(diào)研，一戰(zhàn)結(jié)束后不久，一群德國(guó)人在慕尼黑成立了“德國(guó)傳統(tǒng)研究會(huì)”，后來(lái)改名叫做Thule社。Thule這個(gè)詞是希臘傳說(shuō)中的極北之地，而納粹黨的幾名早期干將——包括魯?shù)婪颉ず账埂?jīng)是Thule社成員。不過(guò)納粹黨成立之后，這些人就脫離了Thule社。至于希特勒本人，并沒(méi)有加入Thule社的記錄。

一顆小行星的命名能引起這樣的風(fēng)波，只能說(shuō)明猶太人在美國(guó)社會(huì)里的勢(shì)力是非常強(qiáng)大的，不但控制了金融和媒體，也在科學(xué)界保持著高壓。假如APL這次真用了什么和納粹有關(guān)卻又解釋不清的詞匯，只怕負(fù)責(zé)人就要引咎辭職了。

新的目標(biāo)

“新視野號(hào)”從“天涯海角”旁邊略過(guò)，只是短短一瞬。如今，這顆探測(cè)器還在柯伊伯帶中游蕩。團(tuán)隊(duì)分析星上遙測(cè)數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，它的健康狀況還不錯(cuò)，燃料至少可以堅(jiān)持到2030年代中期。所以，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)始為它規(guī)劃新的探測(cè)目標(biāo)。按照現(xiàn)在的計(jì)劃，下一個(gè)探測(cè)目標(biāo)要到2020年才能確定下來(lái)，也就是說(shuō)，要等“新視野號(hào)”把“天涯海角”的圖片全都傳完。在此期間，團(tuán)隊(duì)要從它預(yù)測(cè)航路上選擇合適的目標(biāo)，然后計(jì)算燃料，決定如何調(diào)整航路。

最困難的事情，當(dāng)然是發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。柯伊伯帶的目標(biāo)不但遙遠(yuǎn)，而且暗淡。陽(yáng)光到這里已經(jīng)很微弱了。美國(guó)宇航局決定動(dòng)用一切可以動(dòng)用的望遠(yuǎn)鏡，如果詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡在2021年能如期發(fā)射入軌，或許可以發(fā)揮更大的作用。

目前距離柯伊伯帶最近的望遠(yuǎn)鏡當(dāng)然還是“新視野號(hào)”自己的“遠(yuǎn)程探測(cè)成像儀”。它在2018年8月首次發(fā)現(xiàn)“天涯海角”的時(shí)候，距離它還有1.6億公里之遠(yuǎn)，但是也為人們提供了比較優(yōu)質(zhì)的圖像。按照APL的說(shuō)法，這臺(tái)相機(jī)的分辨率極高，“可以在干草堆中找到一根針”。下一個(gè)目標(biāo)的尋找，恐怕還要以它為主力。