展现多样化地质 冥王星「冰心」动如冰川


结冰平原大如德州

发现两座延绵山脉

「新视野号」传回来的惊世照片(图),在公诸于世前先经天文学家的精心处理,令图片以最清晰、最突出的一面示人。
冥王星有颗神秘莫测的「冰心」,科学家正层层发掘它的惊艳之处。美国太空总署(NASA)「新视野号」(New Horizons)太空船本月14日以史上最近的距离掠过冥王星后,传回5%收集到的相片及科学数据,清晰地展现这片心形区域的丰富地貌,更发现当中很可能拥有流动冰川。
最新高清照片显示,冥王星被称为「汤博区域」(Tombaugh Regio)的心形地带,左边「心瓣」明显比右边完整,「新视野号」首席研究员斯恩特(Alan Stern)推测这是因「右瓣的物质,是从左瓣移过去」,较浅色的物质可能是氮雪,随由西至东的风飘动。
另一项惊人发现是,「冰心」下方一处像德州般大小、被命名为「斯普特尼大高原」(Sputnik Planum)的结冰平原,很可能有冰川活动。目前冥王星的表面温度为-234℃,氮冰可像地球的冰川般流动;当气温升至-210℃时,氮冰会融化成液态。
而从放大的照片中,可见冰川平原位处在崎岖地势之上,显示氮曾在两者之间移动。研究员斯潘塞(John Spencer)说:「冰层显然流动过。我们只曾在地球及火星等活跃的地方,看过这种地表。」
另一位研究员麦金农(William McKinnon)表示:「我们相信组成冥王星的冰块是氮冰及一氧化碳冰,它们以跟地球冰川相同的方式流动。观察最近的地质活动证据的梦想成真了。 」不过,太阳系历史长达40亿年,麦金农所指的「最近」,在地质学意义上也长达数以千万年。
从「斯普特尼大高原」往南看,地貌更加丰富,包括首次在冥王星上发现的两座山脉──诺尔盖山脉(Norgay Montes)和希拉里山脉(Hillary Montes),两者分别跟地球海拔2,037米的阿巴拉契亚山脉(Appalachian Mountains)及4,401米的洛矶山脉(Rocky Mountains)高度相若。科学家怀疑这两座山脉,是由水份结冰后形成。
NASA科学任务主管格伦斯菲尔德(John Grunsfeld)惊叹地说:「冥王星展现出惊人的多样化行星地质,有流动的冰层、奇异的化学表层、延绵山脉和苍茫的阴霾。」研究员斯特恩说:「冥王星有异常复杂的故事等待我们去揭秘,它的故事非常有趣,仍有待更多的研究,才能解开这个地方的神秘面纱。」
红霞大气层厚度是预测五倍
「新视野号」拍摄的最新照片,除了揭露冥王星壮观的地貌外,一幅在远离冥王星后回眸拍摄的「告别照」,亦显示冥王星的大气层红霞密布,厚度更是电脑预测的五倍。
相片中的冥王星背向太阳,一圈环形的光芒穿透大气层锭射,参与项目的科学家萨默斯(Michael Summers)表示:「这是我们首次从冥王星的大气层,窥视到它的天气。」他更形容照片「几乎令大气科学家落泪」。分析显示,冥王星上的烟霞由氮、一氧化碳和甲烷组成,分成上下两层,厚度合共最少达161公里。
萨默斯指目前未知冥王星何为有如此厚层的烟霞,至于为何烟霞会泛红,他推断是由于烟霞所产生的烃粒子,掉落地面后产生化学反应引致。此外,在量度气压后,他发现冥王星的大气层质量在过去两年减少一半,显示大气层中有未知的事情发生。
照片经交叠处理突出图像
美国国家光学天文台天文学家劳尔(Tod Lauer)表示,新视野号长程观测显像相机(Long Range Reconnaissance Imager, LORRI)传回地球的照片,其实相当模糊,因此,包括劳尔在内的科学家就会对照片进行处理。
他们首先将从稍稍不同角度拍摄的照片交叠,得出解像度更好的图片:「将照片正确地排在一起,属于数学上的程序。」科学家之后再花工夫,令图片更加突出:「你从LORRI看到的所有照片都会经过这个过程,令图片更加鲜明突出,而将不同图像组合在一起,得出解像度更好的图像。」他指出,将一组图片资料处理成一幅合适图像,前后约花一小时。
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