这张冥王星圆周边缘的薄雾层图像由NASA新视野号探测器（New Horizons spacecraft）上的拉尔夫/多谱段可见光成像相机（Ralph/Multispectral Visible Imaging Camera，MVIC）拍摄。从图中可见大约20层薄雾；这些薄雾层通常被发现水平延伸数百公里，但不是严格与地表平行。比如，科学家们注意到一个薄雾层大约在地表（图像的左下区域）以上3英里（即５公里）的地方，在右边向地表下降。
图片来源：NASA/美国约翰•霍普金斯大学应用物理实验室（JHUAPL）/美国西南研究院（SwRI）/Gladstone等人/《科学》（Science）（2016）
一年前，冥王星在飞近的NASA新视野号探测器的相机中只是一个亮斑，相比从Clyde Tombaugh 1930年发现这颗当时的第九个行星以来，它在望远镜中的样子，没有很大区别。
但在这周的《科学》（Science）期刊上，新视野号的科学家们已经发表了第一套全面的论文，描述了自去年夏天新视野号飞掠冥王星系统之后的成果。“这五篇详实的论文完全改变了我们对冥王星的看法－揭示了这颗曾经是‘天文学家的行星’的真实世界现在有着活跃多样的地质，别样的地表化学性质，复杂大气层，与太阳谜一般的交互作用，以及有趣的小卫星系统。”来自科罗拉多博尔德市美国西南研究院（the Southwest Research Institute，SwRI）的新视野号主要研究员，Alan Stern说道。
上图视域是位于冥王星的被新视野号非正式命名为史谱尼克平原（Sputnik Planum）（上）和卡戎上的伏尔甘平原（Vulcan Planum）(下)。史谱尼克平原带状地区长228英里（367公里），伏尔甘平原带状地区长194英里（312公里）。光源来自左边。明亮的氮冰平原镶嵌在纵横交错的沟槽组成的网络中。MVIC捕获了这幅分辨率每像素1050英尺（320米）的观察图像。底部的伏尔甘平原视域包含了位于图像中心上方的“护城河山”克拉克蒙斯（ClarkeMons）。这些富冰平原展现了一系列的地表纹理，从左边的光滑多沟到右边的凹痕波状。长距离侦察成像仪（the Long Range Reconnaissance Imager，LORRI）捕获了这幅分辨率每像素525英尺（160米）的观察图像。
图片来源：NASA/JHUAPL/SwRI
经过九年半、30亿英里的旅程，新视野号以宇宙飞船中最快的发射速度穿过最远的距离抵达它的主要目标－在2015年7月14日飞速掠过了冥王星。新视野号的7个科学仪器在宇宙飞船的数字记录仪上收集了大约50GB数据，其中大部分来自与冥王星相遇后忙碌的9天。
第一幅特写照片展现了雕刻在冥王星地表的一个大型心形特征，昭告科学家们这个“新”型行星世界－这个首次在神秘遥远的太阳系“第三地带”，柯伊伯带（Kuiper Belt）中被探索到的最大最亮的世界－将会比模型预测得更加有趣和令人费解。新发表在《科学》杂志上的论文证实了这一点。
“近距离观察冥王星和卡戎让我们完全重新审视这一想法－位于太阳系遥远区域的孤立行星体上，何种地质活动是可持续的，这些地方自柯伊伯带形成以来被普遍认为是不太可能变化的遗址。”Jeff Moore，来自加州莫非特区NASA阿姆斯研究中心（Ames Research Center）的地质学论文第一作者，这样说道。
研究冥王星成分的科学家说，它的景观多样性源于亿万年来易挥发和高自由度的甲烷，氮气，一氧化碳与惰性坚固的冰态水之间的相互作用。“我们看到冥王星上挥发性冰块分布的变化，表明存在迷人的蒸发和冷凝循环。”亚利桑那州弗拉格斯塔夫洛厄尔天文台（the Lowell Observatory）的Will Grundy，成分论文的第一作者这样说。“这些循环比地球上的循环丰富得多，地球上其实只有一种物质在蒸发和冷凝，那就是水。而在冥王星上，至少有三种物质，尽管他们以一些我们尚未完全理解的方式相互作用，但我们还是确切看到了他们对整个冥王星地表的影响。”
这幅冥王星多样地表的增强彩色图片是由MVIC彩色图像合成部分（每像素650米/2132尺）和LORRI全色影像部分（每像素230/755尺）共同制作。在右下方，古老布满陨石坑的地形涂有深红色的索林。在右上方，填满史谱尼克平原的挥发性冰块已修饰了地表，创造了一个混沌块状的山阵。挥发性冰块也占据了一些附近的深坑，在冰块的一些区域上布满了小升华坑阵列。在左边和整个场景的底部，灰白色的甲烷冰沉积修饰了构造脊，环形山边缘和向北的斜坡 。这幅图片中的实景宽260英里（420公里），上下高140英里（225公里）；左上角是北方。
图片来源：NASA/JHUAPL/SwRI
在地表上方，科学家们发现冥王星的大气层包含了薄雾层，并且比预期的更寒冷致密。这影响到冥王星上层大气散失到太空中的方式，以及它与太阳风释放的带电粒子流的交互方式。“我们发现在新视野号之前，冥王星大气层的物质损失被广泛高估了。”Fran Bagenal，来自博尔德科罗拉多州大学、粒子与等离子体论文第一作者，这样说道。“之前的想法是冥王星的大气像彗星那样逃逸，但它实际上的逃逸速率更接近地球的大气层。”
美国西南研究院圣安东尼奥的Randy Gladstone是有关大气研究的《科学》论文第一作者。他补充道：“我们还发现，冥王星的主要逃逸气体是甲烷而不是氮气。这十分令人惊讶，因为接近冥王星地表的大气中超过99%都是氮气。”
科学家们也正在分析冥王星的小卫星－斯提克斯（Styx），尼克斯（Nix），科波若（Kerberos）和海德拉（Hydra）的第一批特写照片。这四个卫星在2005年到2012年间被发现，直径范围从Nix和Hydra的大约25英里（40公里）到Kerberos和Hydra的约6英里（10公里）。任务科学家们进一步发现这些小卫星有着高度不规则的自转速率和一致不寻常的极点指向，以及与冥王星和卡戎在亮度和颜色上都大相径庭的冰冷地表。
他们已经找到证据证明其中一些卫星来自更小物体的合并，而且他们的地表年代可追溯到40亿年以前。“后两个结果加强了这样的假设，即这些小卫星形成于创造冥王星－卡戎双星系统的那次碰撞后的余波，”来自马里兰州约翰霍普金斯大学（Johns Hopkins University）应用物理实验室、《科学》冥王星小卫星论文的第一作者，Hal Weaver如是说。
“这就是我们探索的理由，”NASA华盛顿总部新视野号项目科学家Curt Niebur说道。“新视野号的许多发现象征了人类的极致，并激励我们在探索太阳系及之外的旅程上继续前进。”(校对：Frank)
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