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尼克斯:冥王星身边那粒乱转的碎土豆

【编辑参考·标题候选】悬念型:冥王星身边那粒米,为什么一直在乱转;画面感型:尼克斯:一块被啃过的太空土豆;提问型:尼克斯为什么永远停不下来?

先朝太空扔一颗棒球

假设你站在这颗叫尼克斯的卫星上,用力把手里的棒球甩出去。在地球上,它会划一道弧线落回地面;在这里,只要出手速度超过每秒十几米——大约是一辆电动车全速跑起来的水平——它就再也不会回来了。球会径直飞进太空,连头都不回。

出现这种情况,是因为它实在太小了。

它到底是个什么东西

一句话:尼克斯(Nix,又称冥卫二)是冥王星的一颗小卫星。2005年,哈勃空间望远镜在观测冥王星时顺带发现了它和另一颗同伴;2006年,它正式得名,名字来自希腊神话中的黑夜女神。有一点值得留意:它的英文缩写 N.H.,恰好也是“新视野号”(New Horizons)的缩写,命名者确实有意为之。

它的形状不像球。如果把它搬进厨房,它更像一块被人捏过的黄油:长约50公里,宽和厚分别只有约33公里和31公里。整颗卫星的长度还不到北京五环(约98公里)的一半。如果把冥王星缩小成一个篮球,它大概就是篮球旁边的一粒米。

它离冥王星有多远

约4.9万公里。地球赤道一整圈是4万公里,你可以理解成:从冥王星出发,绕着地球跑完一圈,还得再往前补上四分之一圈。走完这段路,尼克斯要花约24.85天;作为对比,冥王星最大的卫星卡戎(Charon)绕一圈只要6.4天。

它为什么停不下来地乱转

大多数大卫星都被“锁”在主星上:月球永远用同一面朝向地球,卡戎也永远用同一面朝向冥王星。它不守这个规矩。

多次望远镜观测显示,它的自转很不稳定:转轴方向和转速都在缓慢而不规则地漂移。研究人员曾用哈勃的观测数据做轨道与自转计算,理论预言它处在“混沌自转”状态;此后新视野号拍到的图像,与这一预言的方向一致。

你可以把它想成一颗形状不规则的骰子,被人扔在桌上不停地滚。它本身不对称,冥王星和卡戎对它的引力拉拽就忽大忽小,导致它不能总是以同一面朝向主星。至于它究竟转多快、多久乱一次,目前尚无定论。

它亮得有点反常

尼克斯的表面能反射约一半的阳光(几何反照率约0.5~0.6),而我们的月球只能反射约12%。换言之,同样晒在太阳下,它比月球亮四五倍。它表面还有一块偏红的区域,具体大小目前没有定论;有人猜那是撞击坑,也有人认为是别处溅来的物质,两种说法都还没有定论。

它可能是撞出来的

关于它的来历,目前主流的假说是:数十亿年前,一个更大的天体撞上了冥王星,撞出的碎片在轨道上重新聚合,形成了卡戎、它,以及另外几颗小卫星。这套图景能解释为什么这几颗卫星的轨道几乎都摊在同一个平面上。但“碎片如何重新聚合成型”,仍只能算推测。

再回到那颗棒球

那颗被甩出去的棒球会一直飞,直到撞上别的碎块。而尼克斯自己也在做着同样的事:被抛出去,然后在轨道上永不停歇地翻滚。它的表面重力只有地球的约两千分之一,连“把东西留在身边”这件事都做得很勉强。

问题在于:一个连棒球都留不住的世界,凭什么算一颗卫星?答案藏在轨道里——它确实在绕冥王星转。那么,多大的碎块才配叫“卫星”,多小的只配叫“碎片”?这条线,至今没有人画得清楚。

延伸阅读

  • 书籍:《冥王星档案》(Neil deGrasse Tyson 著),讲述冥王星从“第九大行星”到被降级为矮行星的完整故事。
  • 纪录片:BBC《行星》(The Planets,2019),其中关于外太阳系与冥王星系统的部分,配有新视野号的实拍画面。
  • 机构网站:NASA 新视野号任务官网,可查看尼克斯与卡戎的原始影像和任务数据。
文章标题:尼克斯:冥王星身边那粒乱转的碎土豆
文章链接:https://www.nasaeye.com/science/3540.html

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