冥王星又起疑团，与天王星卫星高度一致，它到底是如何形成的

在距离我们45亿公里以外的位置，有一颗非常神秘的天体，那就是冥王星。自从1930年发现冥王星到现在，人类只有一个探测器近距离拜访过这颗神秘的天体，那就是NASA的新地平线号探测器。

直至今日，我们获得的关于这颗矮行星的信息仍然非常有限，科学家们只能通过这些有限的信息进行分析。而最近的一项研究显示，冥王星的身份，似乎比我们想象的要更加神秘。科学家发现，冥王星的形成过程竟然和天王星的五颗卫星十分相似！这让本就十分神秘的冥王星周围，又新增了一层迷雾。

这一次研究，来自于对天王星探测的数据。虽然距离近得多，但是直到今天，天王星也只迎来过一次人类的访客，那就是上世纪80年代的旅行者2号探测器。在短暂的飞掠期中，旅行者2号给科学家提供了大量宝贵的信息，此后他们就只能依赖于望远镜来对它进行观测和研究。其中，对于天王星的卫星，科学家们也充满了兴趣。

不过，这些卫星的观测难度显然要更大，因为它们比天王星小得多，反射的阳光也少得多。匈牙利Konkoly天文台的天文学家Gábor Marton指出：“这些卫星的亮度都比天王星低了500-7400倍，并且距离天王星非常近，导致它们经常和明亮的天王星看起来融为一体。只有最亮的天卫三和天卫四，能够在周围的强光中露出一点光芒。”

（图片说明：天王星的五颗大卫星，从左到右依次是天卫五，天卫一，天卫二，天卫三和天卫四）

正是由于较大的体积所带来的光芒，让它们和另外三颗卫星显得更容易被发现。在2009年至2013年期间，欧洲航天局利用赫歇尔空间天文台意外看到了这五颗卫星。

说是意外，是因为科学家本来只是测试一下天王星等明亮的红外线源对探测器相机的影响。结果在测试的过程中，他们意外发现了天王星周围的五个明亮的信号点，并确认了它们的身份就是天王星27颗卫星中最大的那5颗。

这5颗卫星体积从大到小依次是天卫三，天卫四，天卫二，天卫一和天卫五。而根据旅行者2号的近距离观测，这五颗卫星都呈比较规则的球体形状，说明它们已经达到了流体静力平衡，也就是在自身足够大的质量下形成的球状结构。

另外值得注意的一点是，天王星的这五大卫星都是由岩石和冰组成的，而且二者的比例几乎是一比一。当然，对于这些距离太阳十分遥远的天体来说，这也是很稀松平常的一件事。由于获得的太阳光极少，所以天王星和它的卫星表面温度一般只有-213到-193摄氏度之间。在这种温度下，连氮气都有可能结冰。

除了这些大卫星之外，天王星还有一些不规则形状的小卫星，也就是没有达到流体静力平衡的天体。它们的形状、尺寸和轨道偏心率都和柯伊伯带天体非常类似。德国马克斯·普朗克地外物理研究所的天体物理学家Thomas Müller指出：“这很符合关于不规则卫星起源的推测，通过它们混乱的轨道，可以推测出它们是在后来被天王星所捕获来的。”

就像木星系一样，天王星系的卫星也可以分为规则卫星和不规则卫星两类。不规则卫星的来源基本已经确定，而规则卫星的起源则还有待于科学家的研究。正是凭借着大约10年前的那一系列偶然的观测，让科学家们发现了端倪。

在2010-2012年期间，科学家对天王星进行了观测。当他们剔除掉图像中的天王星时，却发现了一些不同寻常的现象。马克斯·普朗克天文学研究所的天文学家Örs H. Detre告诉我们说：“我们当时震惊了，图像中可以清晰地看到四颗卫星，我们甚至观测到了天卫五，这可是天王星最小、也是最内侧的一颗卫星啊！”

通过这次发现，研究团队认为：即使这些卫星的某一侧自转到夜晚那一面，也可以很好地保存住从太阳那里获得的热量，虽然这个热量少得可怜。总之，这使得它们在夜里降温的幅度非常小。

（图片说明：本次研究拍摄的天王星系红外照片）

这样的冷却曲线，他们也在其他天体上看见过，那就是位于柯伊伯带的冥王星和妊神星。有趣的是，这两颗天体和天王星的五大卫星一样，也是由水和岩石构成的。即便岩石和冰的具体成分仍然有待进一步确认，但基本可以得出结论：五大卫星和这两颗柯伊伯带天体拥有着类似的形成过程。

多年以来，让科学家一直感到比较困惑的，就是这些岩石的冰块是怎么组合在一起的。如今的这一项发现，或许可以给出一些借鉴。虽然我们不能就这么说冥王星和天王星五大卫星是同一个来源，但是它们或许在不同的位置有着类似的演化机制。不过，想要真正搞清楚这个问题，还需要探测器近距离去寻找答案。

最近一段时间里，NASA始终在热烈讨论下一个10年要执行哪些重大的宇宙探索任务，而向天王星或者海王星发射探测器是比较热门的一个。对于这两颗冰巨星来说，我们平均每10年才能迎来一次探测窗口期，所以这样的机会弥足珍贵。

但是另一方面，金星、木卫二等天体也同样极具诱惑力，让NASA的科学家们欲罢不能。可是，他们能拿到的经费是有限的，虽然这个数字足够惊人，在宇宙探索方面却显得杯水车薪。尤其最近金星有可能存在生命的消息一经曝出，更是让天王星或海王星的探索任务面临挑战。

最终的决定权，还是在NASA的手中。那么，你认为/希望他们最终决定探索哪颗天体呢？