2015年夏天,美国宇航局的新视野号探测器经过九年多的飞行,终于飞掠了冥王星。那是人类第一次看清这颗矮行星的真面目。
十多年过去了,科学家们还在反复研究那次飞掠传回的数据,而且每年都能发现些新东西,到了2026年,一连串的研究结果更是让人大跌眼镜:那个被认为早就该死气沉沉的冥王星,其实活跃得很。
它的表面可能有过液态氮流动,地底下可能藏着巨大的水海洋,甚至它表面的化学成分里,还有科学家完全认不出的东西。
冰川上的神秘暗痕,可能是液态氮留下的脚印
那里有一些很细的深色条纹,还有一些看起来像被什么东西浸过的暗色斑块,这些特征起初没引起太多注意,但西南研究院的科学家们在地球上找到了类似的东西。
这一下问题就来了,冥王星表面温度常年保持在零下230多摄氏度,大气压还不到地球的十万分之一,液态氮雨根本不可能从天上掉下来。
于是,由新视野号任务的首席科学家艾伦·斯特恩领导的团队,把目光转向了地下,他们用计算机模拟了斯普特尼克平原底下的情况。这个冰川的主体是固态氮,厚度有好几公里。
在冰川最底部,上面冰层的巨大压力,加上冥王星内部残存的热量,有可能让那里的固态氮融化成液体。
液态氮的密度比固态氮要小,所以它一旦融化,就会像岩浆一样,被下面的压力推着,顺着冰层的裂缝往上跑。
计算机模型显示,只要上升的速度够快,这些液态氮完全能在重新冻结之前涌出地面,在冰川表面短暂地流淌一下,浸湿冰面,最后留下那些深色的痕迹。
科学家还算了算,斯普特尼克平原这片区域的地质年龄很新,可能还不到100万年,也就是说,如果这个推断是对的,那么在地质学的“最近”——也就是这100万年里——液态氮确实上过冥王星的地表,这项研究在2026年7月底发表在了《行星科学杂志》上。
地底深处的秘密,一个巨大的液态水海洋
当然,液态氮的证据并不能直接说明冥王星有地下海洋,因为这完全是两个不同深度的事。氮是在冰川底部附近融化的,而另一个猜想要深得多。
不过,关于冥王星内部有海洋的说法,早就有科学家提出来了,2024年,有人重新分析了新视野号的数据,给出了更具体的数字:在冥王星冰冻外壳下面,大约100到180公里的深处,可能存在着一个巨大的液态水层。
这个海洋要靠星球内部的热量来维持,热量来源主要是岩石里放射性元素的衰变,计算出来的热流大约是每平方米3.2毫瓦,这个数字听起来很小,但要知道,冥王星离太阳实在太远了,接收到的太阳辐射只有地球的大概千分之一。
在这种情况下,这点内部热量其实相当可观,完全有可能撑起一个覆盖范围很广的地下海洋。
韦伯望远镜的意外发现,一种完全陌生的物质
每一种化合物都有自己独特的光谱“指纹”,可他们把已知的有机物和冰的实验室数据全对比了一遍,什么乙炔、苯、烯酮之类的都查了,没有一样能对上号。
更离奇的是,在土星最大的卫星土卫六上,居然也发现了几乎一模一样的吸收特征,土卫六的环境跟冥王星简直是两个世界:它有浓密的大气层,表面有液态甲烷组成的河流和海洋;冥王星则只有一层薄得可怜的大气,表面冻得硬邦邦。
这两个天差地别的星球,表面却出现了同一种谁都认不出的化学信号。研究人员排除了仪器出问题的可能,因为两台不同的设备都看到了这个信号。
他们还发现,这个未知分子在两个星球上的丰度不太一样:冥王星上的吸收带宽度大约是土卫六上的3倍,说明这种物质在冥王星表面可能要多得多。
这东西到底是什么,目前谁也说不清楚,可能是一种我们完全不了解的复杂有机分子,也可能是某些常见物质在极端低温下表现出来的特殊形态。
一个不肯沉寂的星球,和更多未解的谜题
把这几个发现放在一起看,冥王星展现出来的是一幅完全出乎意料的图景,它的大气层在变薄,它的冰川底下有液态氮在活动,它的表面还有来历不明的化学成分。
所有这些都不意味着冥王星上正在发生什么惊天动地的事,但它确实在告诉人们:我们对这个星球的了解还差得远。
有研究人员在《自然-通讯》上评论说,冥王星可能不是特例,太阳系边缘那些大的冰冻天体,内部活跃说不定才是常态。
类似的现象,在海王星的大卫星海卫一上也可能存在,旅行者2号当年就拍到过它表面有氮冰喷泉的迹象。
新视野号在2015年那次飞掠,只给了人类一个短暂的观察窗口,十多年过去,那批数据还在源源不断地产生新发现。也许冥王星最大的秘密还没有揭开,而这个不肯安分守己的星球,注定还要让科学家忙活很多年。
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