冥卫一

冥卫一（卡戎）是冥王星最大的卫星，若按与所环绕天体的相对大小衡量，它是太阳系中最大的卫星。它的半径约606公里，大约相当于冥王星直径的一半，两者体量如此接近，以至于它们的关系与其说是行星与卫星，不如说更像是一对彼此束缚的“伴星”。它们共同的质心位于两者之间的开放空间中，因此每一方都是绕着一个位于自身表面之外的点旋转——这正是冥王星与卡戎常被描述为一个“双矮行星系统”，而非单纯的卫星与母星关系的原因。

在被发现后近四十年间，卡戎在冥王星旁边一直只是一个模糊的伴星光点。这一状况在2015年7月发生了改变，当时NASA的“新视野号”探测器飞掠这一系统，传回了首批清晰的影像，揭示出一个谁也没有预料到的、地质活动如此剧烈的世界。

在一张照相底片的凸起处被发现

卡戎于1978年6月22日，由詹姆斯·克里斯蒂在亚利桑那州美国海军天文台的弗拉格斯塔夫观测站发现，与他共事的还有天文学家罗伯特·哈灵顿。克里斯蒂当时根本不是在寻找卫星——他是在测量照相底片以精确修正冥王星的轨道，却注意到冥王星的影像形状有些奇怪的拉长，一处微弱的凸起以固定的节奏出现又消失。这种周期性的模糊痕迹，后来被证实是一颗卫星，只是它与冥王星靠得太近，以当时的望远镜条件根本无法将两者清晰分辨开来。

克里斯蒂提议以“卡戎”命名——希腊神话中将亡魂摆渡到冥王统治的地府的船夫，这一神话形象恰如其分——同时这个名字也呼应了他妻子夏琳的昵称“Char”。国际天文学联合会于1985年正式采纳了这一名称。这一发现立即让天文学家对这个系统的认识变得更加清晰：通过追踪卡戎的轨道，人们终于精确测定出了冥王星的真实质量和大小，结果显示它远比早先的估计要小得多。

一场相互锁定的“拥抱”

卡戎距冥王星不到19,600公里——比许多卫星环绕巨行星的距离还要近——沿着一条近乎正圆、倾角极小的轨道，每6.39个地球日绕行一圈。这一周期并非巧合：它恰好与冥王星自身的自转周期完全吻合。这个系统实现了双重的、相互的潮汐锁定，也就是说，两个天体永远只以同一面朝向对方。

由此产生的结果令人难以想象。从卡戎朝向冥王星的那个半球望去，冥王星会静止悬挂在天空中，永远不会升起，也永远不会落下，只是原地缓缓转动，展示出它表面的标记和相位变化。而从任何一方背对对方的那个半球望去，则永远看不到对方的踪影。这是太阳系中行星与卫星同步共舞最为完整的一个范例。

一道被撕裂的地壳

“新视野号”揭示出的表面，远比许多科学家原先预测的那种伤痕累累、面貌均一的冰球要“热闹”得多。卡戎最引人瞩目的地貌，是一条横贯其表面的巨大峡谷与沟槽地带——包括非正式命名为“宁静峡谷”的那条峡谷——绵延超过1,600公里，大约相当于大峡谷长度的四倍，而在部分区域，其深度大约是大峡谷的两倍，最深处可达数公里，最深处约7公里。任务地质学家形容说，这就仿佛这颗卫星的整个地壳都被从内部撕裂开来一样。

这道裂痕，或许记录着一片古老的内部海洋留下的印记。如果卡戎当年确实曾在冰壳之下拥有一层液态水，那么它的冻结过程势必迫使这颗卫星发生膨胀，从内部撕裂外层地壳。在这片巨大峡谷群的南边，是伏尔甘平原，一片宽阔、相对平坦且撞击坑稀少的平原，看起来经历过重新铺设——极有可能是很久以前，由水和氨构成的“冰火山熔岩”通过裂缝涌出，随后冻结固化而成。

名为“魔多”的红色印记

卡戎的北极被一片弥散的红棕色斑块所覆盖，“新视野号”团队为其起了个绰号“魔多斑”，取自托尔金笔下中土世界中的黑暗之地。它的成因，是这次飞掠所得出的最精妙的成果之一。从冥王星稀薄大气中逃逸出的气体——主要是甲烷——飘散到卡戎，并在其冬季极地的极寒中被“捕获”，那里的温度低到足以将它们重新冻结成固态。

在卡戎漫长的季节交替中，这些冻结的甲烷不断遭受紫外线阳光和辐射的轰击，这些辐射将其分解，并把残留物“烹煮”成更重的、呈红色的有机化合物，称为“索林”。历经数百万年的积累，这些物质逐渐堆积成了我们所看到的那片暗淡斑迹。从某种意义上说，一个世界正在悄悄地为它的伴星“涂染”极地——这是一条镌刻在表面之上、连接冥王星与卡戎的化学纽带。

一个冰冷、无大气的世界

与冥王星不同，卡戎没有明显的大气层，也几乎没有展现出冥王星那种色彩斑斓的多样性。它的表面以水冰为主，夹杂着一些含氨化合物的斑块，暗示着其过去的冰火山活动，除了那片红色的极地斑块之外，其大部分地形都呈灰色，布满撞击坑。卡戎的直径是冥王星的一半，但质量却远不到冥王星的一半，是一个密度较低、富含冰的天体——这与它形成于一次巨大撞击、由年轻的冥王星被撞飞的碎片聚合而成的假说相符，这与地球月球的形成假说，属于同一大类情景。

如何一睹它的真容

对后院观测者而言，卡戎是一项真正的挑战。以冥王星的距离而言，这对天体的合并亮度接近14等，远远超出了肉眼和小型望远镜的观测能力，而卡戎又与冥王星靠得如此之近，要在视觉上将两者分辨开来，需要一台大型业余望远镜、极佳的大气宁静度，以及耐心细致的观测技巧。大多数天文爱好者，往往只是把冥王星与卡戎当作一个无法分辨的光点，观察它在夏季银河的繁星背景中缓缓移动。若想真正一睹卡戎峡谷及其阴暗红色极地的风采，2015年“新视野号”传回的影像，目前仍是我们唯一的窗口。