新視野號飛越冥王星，你或許會想問的10個問題

新視野號（ New Horizons，也稱為新視界號）於今天（7/14）晚上19：49（台灣時間）抵達冥王星的最近點，為了要收集影像和數據，屆時新視野號將會暫停和地球的聯絡，直到明天（7/15）早上9：00才會恢復連線。這將是人類第一個前往冥王星系統跟古柏帶進行探索的太空任務，長達九年的歷程迎來最高潮。

面對這樣一件科學大事，PanSci編輯室整理並回答了我們自己的疑問，也分享給大家。

Q1. 以前不是九大行星嗎？冥王星什麼時候被除名？

行星除了環繞恆星運行、本身是不會發光的球形天體之外，再加上「能清除附近軌道上的其它天體」。我們已經知道冥王星是古柏帶上的眾多天體之一，而它未能清除古柏帶上鄰近的小天體。所以，很抱歉，冥王星不算行星。（更多行星的定義。）

2006 年8月24日，國際天文聯合會拍板定案：冥王星自太陽系九大行星除名，歸類為矮行星。自此，太陽系只有八大行星。

• 延伸閱讀：【科學史上的今天】08/24——冥王星（Pluto）自九大行星除名

Q2. 冥王星的軌道有何獨特之處？

冥王星繞太陽公轉的軌道和其他行星不同，並不在其他行星的軌道面上（下圖），且特別狹長：最遠的時候，冥王星和太陽距離達七十三億二千萬公里，最近的時候甚至比海王星還近，大約是四十四億四千三百萬公里。

冥王星的公轉週期是247.7年，所以從1930年發現以來它還繞不到1/4軌道。

Q3. 冥王星的體積比想像的大？

2015/7/ 13，科學家借助新視野號計算出冥王星的直徑是2370公里，此結果平息了長期以來的紛爭，比之前預估的大了些，冥王星確實是海王星軌道以外最大的星體。

Q4. Charon（冥衛一）是冥王星仍屬於行星時的衛星，至今仍不離不棄。他是怎麼誕生的呢？

Charon，中文譯為凱倫。名稱源於羅馬神話中渡河的使者。凱倫的表面是由結凍住的氮氣和甲烷所構成，直徑約1208公里 （由新視野號量測），大約是冥王星的一半，在冥王星仍屬行星的年代，行星和衛星的大小比例如此接近實屬少見。

凱倫繞著冥王星的公轉時間約一圈/6.387天。根據2005年，Robin Canup學者的模擬認為，約45億年前，某顆星體擊中冥王星，大量的物質噴發而出，等萬有引力重新接管一切後，Charon就此誕生了。

Q5. 新視野號除了萬里迢迢去拜訪冥王星還做了些什麼？

新視野號的長距離探測成像儀 （LORRI）在2006年9月4日拍下了第一張木星的照片，並利用了新視野號的儀器對木星的衛星進行了精細的觀察。除此之外，新視野號在2007年2月28日在最接近木星的時候利用了重力彈弓效應，讓新視野號能以更快的速度航向冥王星。

• 延伸閱讀：重力彈弓效應─《星際效應》

 

• 延伸閱讀：首張木衛一全球地質圖

Q6.新視野號帶了什麼裝備出征？

Ralph影像及紅外線成像儀/分光計

主要是用作拍攝冥王星及凱倫的地表情況，提供高清晰的彩色圖片，從而分析研究冥王星和凱倫地表的物理現象及組成成份，製成地表地圖。

Alice紫外線造影分光計

測量由冥王星及凱倫輻射或反射出來的紫外線，得出冥王星及凱倫大氣、地表的組成、分布、溫度的裝置。

REX電波科學實驗

輻射計，測量大氣組成及溫度。

LORRI長距離探測成像儀

望遠鏡頭相機; 取得長程航行數據，繪製冥王星的最遠端與提供高解析地質數據。

SWAP太陽風分析儀

分析在冥王星附近由太陽吹過來的粒子─太陽風，可以探測到冥王星是否有磁場。若而是有磁場存在，就可以得知它的範圍，強弱，以及冥王星大氣中氣體粒子逃逸的速度。

 PEPSSI離子質譜儀

測量從冥王星大氣層逸散出離子的成份和密度。

Q7. 新視野號的任務是什麼？為何要大費周章了解冥王星？

新視野號於2006年出發，2007年調查木星並藉由木星重力彈射，2015年的7月接近冥王星，而新視野號遠離冥王星後，預計還會再調查兩個星體。新視野號會量測並記錄沿路星體的表面特性、大氣或地質等特性，將讓我們更揭開宇宙星體的神秘面紗。

而現在新視野號正接近冥王星，除了已經解答了許多的問題（如：冥王星有多大？），更發現了4顆冥王星的衛星（Nix, Hydra, Styx & Kerberos）的細節，我們也更了解太陽系，相信之後會陸續有更多發現。

延伸閱讀：2011年冥王星又新增一顆衛星

Q8. 古柏帶 (Kuiper Belt) 是什麼？

古柏帶（Kuiper Belt）是指海王星軌道以外的小行星帶。天文學家於1992年發現第一顆古柏帶天體（Kuiper Belt Object，KBO）迄今已20年，已知的KBO多達1,000顆以上。這些KBO的發現，改變了天文學家眼中的太陽系風貌。

事實上，第一顆古柏帶天體的發現應該溯及1930年，也就是原為行星、現為矮行星的冥王星，第二顆發現的KBO則是1978年發現的冥王星衛星—凱倫（或稱冥衛一，Charon）。而「古柏帶」這個名詞，來自著名的行星科學家Gerard Kuiper及後繼的其他行星科學家於1930～1950年代提出的各種假設理論；然而一直到1992年，偵測技術才足以發現海王星軌道以外的其他古柏帶天體。古柏帶對於認識太陽系有非常重要的地位。

延伸閱讀：古柏帶20週年：改變太陽系認知的發現

Q9. 這個大挑戰告一段落，接下來 NASA 還有哪些太陽系的大哉問？

現階段：NASA 會送出更好的著陸器跟探測器到火星，或是發射太空船更近距離地研究木星的木衛二（歐羅巴）

進階：卡西尼(Cassini)任務影像科學團隊領導 Carolyn Porco 認為將土星的其中一顆結凍衛星土衛二(Enceladus) 的樣本帶回來地球研究是當務之急。土衛二的南極表面冰層下有既深且廣的海洋，可以解答太陽系是否存在其他生命的問題。

• 延伸閱讀：After Pluto, What Should NASA Explore Next?

歡欣鼓舞的NASA現場

Q10. 第一次跟能冥王星這麼靠近，你有沒有什麼話想託新視野號告訴冥王星？

在此收集了PanSci編輯室的心聲，同時也廣徵大家的告白！

• P：您是太陽系的嗎？
• Y：新視野號的每一步都是在創紀錄，但面對廣大的宇宙未知仍然太多：希望在他靠近你、越過你以後，我們是真的更接近真實一點點了。
• G：原來象徵毀滅與黑暗的你，竟然是桃紅色的…… <3
• S：你不是寂寞的 XD
• W：對不起。（W編正在懺悔他以為冥王星沒有大氣層一事。）
• K：布魯托你快回來九大行星的行列吧～ 我還是比較習慣九大行星～～

 

資料來源：

• Recent Measurements of Pluto and Charon Obtained by New Horizons

• 太陽系邊界的守護者–冥王星

• 冥王星(Pluto) 與冥衛一(Charon)

• Ref. :Robin M. Canup (2005) A Giant Impact Origin of Pluto-Charon. Science, 307, 546-550
• How Big Is Pluto? New Horizons Settles Decades-Long Debate
• NASA Facts: New Horrizons
• 維基百科：古柏帶