[圖文]信使號近距離拍攝水星:隕坑遍地滿目瘡痍 | 陽光歷史

 

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[圖文]信使號近距離拍攝水星:隕坑遍地滿目瘡痍

2015年04月11日 宇宙奧秘-長篇 暫無評論 閱讀 232 次

自從信使號水星探測器成功進入軌道以來,它所拍攝的首批300多張圖像正不斷傳回地球,使我們有幸一睹這個距離太陽最近的荒涼世界。

    美國當地時間週二清晨,美國宇航局所屬信使號探測器開始拍攝其入軌後的首批圖像,截止當天共發回224幅照片。在它最初三天的拍攝工作中,信使號將拍攝1500多張照片,這超過了我們之前擁有的所有水星衛星圖像數量的總和。

    本週三,在一場新聞發佈會上,信使號探測器項目首席科學家西恩·所羅門(Sean Solomon)博士表示,這樣的成果提醒我們,4月4日信使號將開始執行正式科學考察任務,可以想見,這顆因探測數據缺乏而略顯神秘的行星即將首次清晰展現在人們的面前。

    而以下就精選出一部分此次油信使號探測器首批發回的圖像,展示一個炎熱而滿目瘡痍的神秘世界。

    1、首張照片

 


首張照片


 


首張照片


 


    這是信使號在軌拍攝的首張照片,但事實上這張照片只是透過不同濾鏡拍攝的8張照片之一。不同的濾鏡允許透過的光線波段不同,從而允許行星科學家們拼湊出完整波段的圖像。如在這張圖像中,1000納米,750納米和430納米波段獲取的圖像分別以紅、綠、藍表示,並最終進行了合成。

    這張照片拍攝覆蓋了一部分此前從未被考察過的處女地,其中還能看到幾個擁有明顯輻射紋的隕石坑,還包括了水星的南極地區。

    2、首張照片(加標注)


 


首張照片(加標注)


 


首張照片(加標注)


 


    這是加了地名標注之後的首張照片。可以進行對照觀察。圖中白色三角形所圈出的區域是此前從未考察過的處女地範圍,五角星標誌代表水星南極所在地;其他很多隕石坑也標出了地名,其中水星南極附近可以看到兩個以中國人的名字命名的隕石坑,分別是「Chao Meng-Fu」和「Li Ch'ing-Chao」。前者是元代著名畫家,人稱楷書四大家之一的趙孟頫,後者則是著名宋代女詞人,婉約詞派代表李清照。水星表面還有十幾處地貌以中國人的名字命名,包括李白、魯迅、白居易、齊白石等。

   3、水星北極地區的平原

 


水星北極地區的平原


 


水星北極地區的平原


 


    這就是信使號探測器低空飛越水星北極地區上空時拍攝的圖像,這一地區此前從未被考察過。圖像上部是南部,下部是北部。圖像中可以看到拉長的陰影,這在高緯度地區非常正常。瞭解在這些常年籠罩於陰影之中的隕石坑底部是否存在水冰物質,是此次信使號考察任務的重要一環。

    4、《月光》


 


《月光》


 


《月光》


 


    這張照片是水星表面「德彪西」(Debussy)隕石坑的高分辨率圖像。德彪西是著名的法國作曲家,著有《月光》。在這首批拍攝的照片上看起來,水星的確有點像是月球:滿目的灰色調,還有瘡痍遍地的土地。

    不過所羅門博士再次提醒:「不要被這種表面現象所欺騙,水星和月球在化學組成,內部結構和地質活動等方面都存在著顯著的差異。」

    德彪西隕石坑直徑約80多公里,它鮮艷的顏色說明其形成的年代相對較近,可能形成於最近數十億年間。歷史上,水星遭受大量小天體和太陽風粒子的猛烈轟擊,其表面色調在這一過程中會逐漸變黑。而德彪西隕石坑這樣鮮艷的顏色,說明它還沒「來得及」變黑,因此形成的時間相對來說較近。

    所羅門說:「時間將讓一切變黑,這些看上去顯得明亮的東西告訴你,它們相對年輕。」

5、北極

 


北極


 


北極


 


    這張照片展示的是水星的北極地區,在此之前從未被考察過。照片中看到的這些隕石坑可能都屬於次級隕石坑,也就是當隕星撞擊水星表面形成大型隕石坑時濺出的碎石和其他物質再次在附近撞出的較小的隕石坑。

    所羅門博士解釋說:「這看上去是一個滿目瘡痍的世界,但實際上,要是哪一天水星運氣不好,一天之內就會被撞成這個樣子。」因為太陽系早期的歷史是一個狂暴的歷史,撞擊事件極為頻繁。

    信使號探測器採用極軌,這意味著它會從水星的兩級上空飛過,從而得以讓我們首次一睹這顆星球兩極地區的一些隕石坑。上世紀90年代,地面射電望遠鏡曾經進行嘗試性觀測,並發現水星兩極地區有些終年不見天日的隕石坑底部似乎存在水冰。

    所羅門說:「這是一個我們已經進行了20年的設想,這一次我們終於有機會親自前往那裡對這些說法進行驗證。」

    6、彩色隕石坑圖像


 


彩色隕石坑圖像


 


彩色隕石坑圖像


 


    信使號探測器搭載的廣角相機擁有11個不同濾鏡,可以用以構建水星表面不同色彩波段的合成圖像。不過因為多波段拍攝時產生的數據量太大,會佔據探測器上計算機存儲器太多的空間,因此大部分彩色圖像只採用了8片濾鏡。不同濾鏡下不同顏色常常代表了不同的地表化學組成,因此具有重要的科學價值。在這張水星北半球圖像中,隕石坑暴露出水星地表不同深度具有的不同顏色,這可能說明水星地表和地下存在化學成分差異。

 7、近距離端詳

 


近距離端詳


 


近距離端詳


 


    由於彩色圖像一般都是由不同波段拍攝的圖像進行合成的,其分辨率不如灰階圖像。彩色圖像可以為科研人員提供其表面化學組分的參考信息,而高分辨率的灰階圖像則更有助於地形判斷。

    信使號窄角相機的拍攝視野相比廣角相機小7倍,但也因此能獲得對某一小範圍區域的高分辨率圖像。比如這裡呈現的這張圖像。

    所羅門表示:「我們兩種圖像都需要,它們具有相互之間的互補性。我們很高興我們現在能夠獲得全部這兩種圖像,並且這兩者的質量都非常棒。」

    8、多功能的信使號


 


多功能的信使號


 


多功能的信使號


 


    不過,信使號的探測能力可絕對不僅僅局限於拍照那麼簡單。探測器一共攜帶了7件科學載荷,可以測量水星磁場、稀薄的大氣,地表化學組成,以及和太陽之間的相互關係。

    此處展示的這張圖像顯示的是在圍繞水星軌道進行的10圈飛行中測量所獲得的水星磁場強度。這樣的數據將有助於科學家們追蹤水星磁場的分佈,並弄清為何水星能成功維持一個全球性的磁場,而比它大得多的金星和火星卻沒能做到這一點。

    所羅門說:「讓我們尤其高興的是,在信使號探測器最初5天飛行中所獲取的數據量,便已經相當於1970年代『水手10號』以及信使號自身在先前3次飛掠過程中獲取磁場數據的3倍。我們正在迅速獲得海量的磁場測量數據,這些數據將幫助我們解開謎團。」

 9、最後的地平線

 


最後的地平線


 


最後的地平線


 


    信使號在相機開機之後運行第一圈結束時抓拍了這張照片,顯示水星地平線的邊緣。不過由於現在信使號已經成功入軌,拍攝地平線的景象將變得司空見慣。

    但是信使號任務本身卻代表了人類太陽系探索的新地平線。這是內太陽系最後一顆進行詳細考察的行星,而根據計畫,人類下一次造訪這顆行星被安排在將近10年之後。

    所羅門說:「這是最後一顆進行詳細考察的『古典行星』。古埃及人、古希臘人,羅馬人和遠東地區的古代人在數千年前便已知曉水星的存在。而現在,我們終於實現了將一顆探測器放置於水星軌道的壯舉。想想你平時在黎明天空中看到的那顆明亮光點,再看看現在我們所獲得的來自那裡的圖像,這種感覺真的非常美妙。」


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