臺北市立天文科學教育館

2006年1月19日新視野號(New Horizons)從美國佛羅里達州的卡納維爾角空軍基地發射，於2015年7月14日近距離飛越冥王星，並持續往古柏帶前進，於2019年1月飛掠並拍攝古柏帶天體(Kuiper Belt Object，KBO) 天空小行星(486958 Arrokoth)。為了確定新視野號是否安然無恙，每週一它都會傳回一個名為”綠色信標(Green Beacon)”的信號，表示它依舊安好。但是為了節省相關資源，從2022年6月1日開始，新視野號將進入局部休眠模式，直到2023年3月1日止。這過程中仍有儀器持續收集數據，包含威妮夏•伯尼宇宙塵埃分析儀(Venetia Burney Student Dust Counter，VBSDC)、太陽風分析儀(Solar Wind Around Pluto, SWAP)和離子質譜儀(Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation, PEPSI)等，這些儀器針對新視野號通過的太空環境進行資料收集。
 

圖說:冥王星及心形地形湯博區(Tombaugh Regio)。圖片來源: Courtesy NASA / JHUAPL / SwRI.

美國太空總署新視野號的主要任務為探測冥王星，第一次擴展任務為飛掠天空小行星(486958 Arrokoth)，今年10月1日開始將進行第二次擴展任務，新視野號將還有許多任務要做。研究團隊目前正使用夏威夷和智利的地面望遠鏡，尋找更多的古柏帶天體，雖然古柏帶確實存有大量小天體，但這區域實在太廣泛，需要進行探測目標的搜尋。未來期待透過新視野號，可以再次飛掠或遠距離觀測遙遠這些KBO。
 

圖說: 根據2019年1月1日新視野號觀測資料合成的天空小行星(486958 Arrokoth)圖像。

新視野號距離太陽數十億公里遠，搭配其獨特的觀測儀器，將扮演觀測KBO的關鍵奇兵，將有助於科學家對古柏帶環境條件有進一步認識，包含該區域的塵埃密度及太陽圈(heliosphere)條件。另外，新視野號還能觀察太陽系以外，並進行天體物理學研究，它可以監測宇宙中的河外背景光(extragalactic background light)及紫外光輻射背景(UV radiation background)，也可以觀察系外行星與銀河系中的突發事件，並可以利用微透鏡方式觀測銀河系中的黑暗天體。
 

一旦新視野號從休眠狀態中恢復，研究團隊將透過新視野號對天文星及海王星進行長時間的觀測，進一步了解這兩顆位於太陽系外圍的冰巨行星，是如何反射陽光，進而有助於解開天文星及海王星內部能量平衡的機制。
 

研究團隊計畫將對宇宙可見光及紫外光背景，進行最廣泛和最靈敏的研究，相關研究助於為宇宙中星系的總數提供新的線索。

新視野號在飛越古柏帶時，將繼續觀測環境中粒子(particle)及電漿(plasma)光譜，並製作第一張不受太陽光干擾的太陽圈中全天域紫外光圖，同時研究介於太陽與最近恆星之間的星際介質氣體中的雲和其他結構。
 
行星科學家持續從新視野號提供的觀測資料進行研究，包含冥王星的低溫冰火山成因，及冥王星獨特結構。研究團隊認為，冰火山活動把大量物質從冥王星內部被擠壓出來，並且鋪蓋大範圍的區域，而不是侵蝕或其他地質過程。
 

圖說:冥王星上獨特的冰火山活動成因可能與其他星球不同。
圖片來源: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Isaac Herrera/Kelsi Singer。
 

科學家針對冥王星最大衛星卡戎(Charon)也有新發現，有關卡戎的紅色極冠的成因，科學家認為這是類托林(tholin)物質，主要由紫外光分解甲烷分子所合成的，這些分子實際上從冥王星逃逸並被卡戎所捕獲，並在卡戎的極區凍結。托林是由行星際氫原子散射的紫外光驅動的光學反應，所形成的黏性有機殘留物質。研究團隊表明，卡戎稀薄的大氣中劇烈的季節性波動，以及分解凝結的甲烷霜之光線，是了解紅色極冠起源的關鍵。這是迄今為止，在星球中觀測到最明顯的陸-空大氣交互作用的現象之一。
 

圖說:新視野號拍攝卡戎上紅色極冠。圖片來源: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute
 

目前，新視野號正以每年5億公里的速度飛出太陽系，相關位置與資訊可以參考新視野號網站。(編輯 / 林琦峯)