提到冥王星,很多人脑海中浮现的第一个画面,大概就是它那颗形似心形、巨大又醒目的“冰川之心”,史普尼克平原(Sputnik Planitia)。
一张由NASA新视野号探测器拍摄的冥王星图像。
图源:NASA/约翰霍普金斯大学应用物理实验室/西南研究所
这片区域表面那些形态奇特的图案,一直让天文学家怀疑:或许在不算太遥远的过去,冥王星表面曾经存在过液态物质。如今,一支行星科学家团队认为,他们可能真的找到了证据。
新证据:液氮可能真的流过冥王星表面
研究团队对新地平线号(New Horizons)探测器拍摄的史普尼克平原影像进行了重新分析,结果表明,这颗矮行星的表面很可能曾经存在过液态氮。这项研究已于上月末发表在《行星科学期刊》(The Planetary Science Journal)上,是首次有证据显示冥王星表面存在“近期”的液体流动痕迹。
这张彩色拼接图像来自新视野号探测器所拍摄的影像,展示了冥王星北部的斯普特尼克平原冰川(位于冥王星明亮心形的西侧,即左侧)。
图源:NASA/约翰霍普金斯大学应用物理实验室/西南研究院
当然,这里所说的“近期”,是以天文学的时间尺度来衡量的:史普尼克平原本身的年龄据推测不足一百万年,也就是说,如果这项研究成立,那意味着液态氮很可能就是在这段并不算长的时间里,出现在了冥王星表面。
研究第一作者、新地平线号任务首席研究员Alan Stern在一份声明中评价道:
“冥王星永远不会停止带给我们惊喜,而这项新成果无疑再次证明了这一点。它不仅暗示液体近期确实曾出现在冥王星表面,也提示我们,冥王星上可能存在一种此前未曾认识到的、会随时间发生变化的地貌类型。”——Alan Stern
为什么偏偏是这片区域
论文指出,早在新地平线号飞掠冥王星之前,史普尼克平原所在的这片区域就已经引起了天文学家的关注。哈勃太空望远镜等此前的观测数据显示,冥王星表面某一特定区域呈现出异常明亮的地貌特征。正是基于这一发现,2015年新地平线号飞掠冥王星时,科学团队特意将史普尼克平原列为高分辨率观测的重点目标之一。
事实证明,天文学家当初的判断没有错。新地平线号传回的影像显示,这片区域存在着一种独特的深色线状图案,其反照率(也就是漫反射太阳光的比例)与地球两极冰盖的反照率“惊人地接近”。不过研究团队也在声明中指出,按照目前观测到的冥王星大气条件,其大气层过于稀薄,理论上根本不可能形成“液氮降雨”这样的天气现象。
液氮从何而来?答案或许藏在冰川“地下”
正因如此,此前包括Stern本人在内的多项针对史普尼克平原的分析,大多默认那些深色图案是某种“远古液体流动”留下的遗迹。而这项最新研究则提出了一个不同的假设:也许直到不久前,甚至就在现在,冰川之下依然存在着液态氮。
为了验证这一设想,研究团队进行了计算机模拟,结果显示:液态氮完全有可能通过类似岩浆通道或间歇泉管道那样的细小通路,从冰川底部向上涌出,并在到达地表附近时,形成我们如今在冥王星表面观测到的那些独特图案。
模拟结果表明,液态氮沿着这些细小通道向上运移的过程中,能够保持足够长时间的液态状态,从而在氮冰川表面留下深色痕迹。不过研究人员也坦言,由于冥王星距离地球实在过于遥远,它对天文学家而言依然是一个充满未知的谜团,未来的观测究竟是会进一步支持还是推翻这一假说,目前仍是未知数。
冥王星,一处独一无二的“天然实验室”
研究共同作者、西南研究院研究科学家Kelsi Singer补充说,冥王星拥有太阳系中独一无二、别处难觅的多种特殊地貌,史普尼克平原正是其中之一。她表示,冥王星表面呈现出的环境条件,与我们在地球上所熟悉的情况截然不同,而正是通过研究这样的极端环境,科学家才能更好地理解各种物质在地球上难以复现的条件下,究竟会如何表现。
参考
https://gizmodo.com/plutos-famous-glacial-heart-has-been-secretly-leaking-liquid-nitrogen-2000795652
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