水星艳照,揭开神秘星球的面纱

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(文/Lisa Grossman)题图:3月24日信使号探测器拍回的一张水星南半球的照片,经过一周的时间,信使号拍下了一组类似的图片来展示水星的形状。经过一整整水星年(相当于地球88天),美国航空航天局(NASA)的信使号水星探测器终于进入了水星轨道,开始了探测水星之旅,它可是离太阳最近的一颗行星。

3月17日信使号成为第一颗绕水星轨道运行的探测器,之后它传回了多于20000张的高清照片。同时这些照片被上传到了谷歌地图。

探测器上搭载的七种科学设备用来探测水星的化学组成、地表特征、磁场和活跃在水星稀薄、瞬息万变的大气层中的粒子。这些探测结果使得行星科学家们大吃一惊,并着手进行分析。

“这次的探测结果使我们改变了最初对水星的认识。”华盛顿卡内基研究所的行星学家拉里•尼特勒(Larry Nittler)在6月16日的一次会议上说。

下面的这些照片是水星第一次清晰的呈现大家眼前。

比月球上的冰更多

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在水星上,最不可思议的事情就是,离太阳如此近的一颗行星怎么会有固态水的存在?20年前,雷达的数据显示了水星上一些明亮的区域。科学家认为它们是水冰,这些水冰影藏在水星上永不见光的极地处,正如月亮上的一样。

在最初的几个月中,信使号探测器想要弄清这些不见光的陨石坑是否永远看不见太阳。在上图中这些陨石坑用红色的圈标注了出来,它们宽达24.1千米,深达3.2千米。下图显示了激光测高数据图。

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“这些陨石坑通过了测试。”来自卡内基研究所的信使号研究员肖恩•所罗门(Sean Solomon)说,“在一些地方,这些永不见阳光的区域恰好与明亮的水冰的区域相同。”

信使号还需要收集更多的数据,来探究这些明亮的区域是否含有大量的氢气。如果所有的这些固态水变成液态水的话,“那么这个星球的含水量将比月球还多,这是一个多么强烈的讽刺啊,它可是离太阳最近的行星。”所罗门说。

更清晰的照片

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3月份之前,科学家们得到的水星照片全是探测器在飞过它时拍下的。信使号在它进入水星轨道前3次飞过水星。上世纪70年代的水手十号探测器也曾飞过水星。

信使号的照片覆盖了98%的水星表面,但也并非张张都是好照片。上图的照片展示了水星的北极,而下图的照片是信使号第二次飞过水星时拍下的。

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从清晰的照片中可以看到,水星的一些区域曾遭到火山爆发的侵害,其中包含“魔鬼陨石坑”。这些先前形成的坑被后来的熔岩覆盖。

北部区域

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之前科学家们对水星的北极知之甚少,尤其相比于其他区域。信使号填补了这项空白,它拍回的照片显示了这片区域曾经出现过大规模的火山爆发,比之前科学家的预想要强烈的多。上图中,被黄线围绕的区域是火山活动的区域,它有388.4万平方公里,相当于半个美国的大小。

“从之前探测器飞过的照片中,我们曾有过一些判断,但是这次我们真正看清了火山活动的区域。”约翰霍普金斯大学应用物理实验室的行星学家布雷特•德内夫(Brett Denevi)说,“我们看到了更多关于火山作用的证据。”

德加陨石坑

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这张照片对比了水手十号拍回的德加陨石坑,信使号照片的清晰度更高,并在后期进行了颜色处理。德加陨石坑宽达51.5千米,坐落在北半球。从图片中可以看到,火口原(面积较大的火山口被沙石填充成的小块平原)被岩石覆盖,而这些岩石又在高温高压下不断的熔融,形成了现在坑。而熔融的岩石在它冷却时碎裂,并留在了火口原处。

从信使号传回的数据中似乎可以发现,“水星上的德加陨石坑有着不同的组成,与它周围形成鲜明对比,且与大部分挤压熔融的情况不同。”德内夫说。

奇异的亮环

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上图中捕捉到的亮环显示了陨石坑的边缘地带。然而,行星科学家们却无法得知这些亮环的形成,但是他们标记了这些地带。这些地带被火山爆发后的一些物质浸染形成斑点。

“这些地带呈现出的特征与月球上相似地貌的特征大不相同。”德内夫说,“它们有别于之前我们见到的任何情况。”

褶皱的山脊

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上图中绵延的山脊左侧是一些未命名的陨石坑。而这一山脊是在熔岩填充陨石坑后形成的。熔岩在陨石坑内冷却、凝固后聚集成了一团。

音乐和文学

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照片捕捉到的双环是巴赫陨石坑和阿伦卡尔陨石坑,它们分别命名于一位作曲家(Johann Sebastian Bach)和一位巴西小说家(Jose de Alencar)。水星上所有陨石坑都是以艺术家、诗人和音乐家的名字命名。

水星成分带来的困惑

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上图为了突出各部分的不同,用色彩做了区分。颜色的变化为水星表面的化学组成提供了一条线索。探测器上搭载的设备如X射线光谱仪、伽马射线仪和中子光谱仪可以直接探测水星表面的一些主要元素。

这些测量可以帮助搞清水星的形成过程。例如之前认为的那样,水星在形成之初和地球一般大小,只是在太阳一层一层的侵蚀下或是在其他原行星的碰撞下,变成了当前的尺寸。

了解水星的形成过程,可以帮助行星学家更多的了解大多数行星的形成过程。“在我们的太阳系中,有四个类地行星的实验样本展示了在不同的条件下的形成过程。”所罗门说,它们是火星、地球、金星和水星。“但只有一个星球创造了生命,这使得我们更加义不容辞的去了解其他类地行星的形成过程、演变和运转了。水星使我们发现其实我们并不了解类地行星的形成细节,因此,我们每天都有新的知识要去了解。”

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博主介绍:
Lisa Grossman 2009年毕业于加州大学Santa Cruz分校,科技交流专业。毕业后,她一直从事科技写作工作,从硕士期间便在Science News等地方做编辑,现在在Wired上开博。她的博客内容涉及面相当广,涵盖各个学科。

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