冥王星在不久以前有液體湖泊和厚厚的大氣層?

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不同顏色代表不同物質在冥王星複雜的表面上

德州,伍德蘭市報導-就在最近的80萬年前,在冥王星上擁有比現在的火星還要更厚的大氣層,這一點使得液體很有可能得以流經在冥王星的表面上。

根據去年7月份第一次自冥王星飛行而過的NASA新視野號太空船收集而來的最新分析的數據 顯示,矮行星上劇烈變換的季節將導致大氣層有跌宕起伏的變化。同時,其他的結果加強了幾十億年前冥王星的五個衛星,誕生於一個強烈的碰撞之下的想法。

科羅拉多州波德市,美國西南研究院(the Southwest Research Institute ;SwRI)之新視野號首席研究員Alan Stern,3月21日在德州伍德蘭市舉辦的度月球和行星科學會議(Lunar and Planetary Science Conference)中記者會簡報當中表示:「冥王星的大氣壓力的變化,超過數百年,甚至幾十億年。」[冥王星及其衛星之照片]

Stern說:「這也許可以告訴我們,過去在冥王星的表面上也許有液體流動。」

漫長的冬天和北極熱帶區

地球上季節的改變主要是因為行星軸線大約是在23度傾斜角度。當北半球朝向太陽時, 這個區域的夏天到來,相反的,南半球這時就固定為冬天。

23度的傾斜角度使得緯度的差異更為明顯。地球上位於23度角之內的極地部分,座落於北極圈之內,而鄰近赤道的熱帶區偶爾會經驗到太陽位於其上直射下來。

但是這樣的情形在冥王星上甚至更為極端,相較於它的軌道平面,它的傾斜角度約在120度左右。因此使得這個矮行星在每248年繞行太陽時,會經過一個巨大的改變。

麻省理工學院,新視野科學團隊協同首席研究員Richard Binzel表示:「在它的248年周期當中,會有幾次太陽直射南緯上。」

冥王星和地球一樣有北極圈,但是在這個矮行星上,這些區域承受黑暗長年的綿延,而不只是幾個月而已。因此研究人員表示,冥王星的極區要比地球來的更為廣泛。[由新視野團隊所公佈,冥王星上清晰的表面攝影(影片)]

Binzel說:「如果地球傾斜角度和冥王星一樣的話,我們這些在休士頓居住的人將會發現我們是在北極區。」

Binzel表示,冥王星的某些部分在北極圈和熱帶區之間進行交換,而有的地方則是維持長久的熱帶氣候。在矮行星上被暗物質所支配的地區(包括這個團隊非正式的稱作是克蘇魯區(Cthulhu Regio)的區域),與常年的熱帶區域有著很大的關聯。而這也許可以為克蘇魯區的揮發性物質(例如水冰和甲烷),比冥王星上其他地區要少的原因,提出一個季節性的解釋。

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史波尼克高原(Sputnik Planum)的北方(右圖),一個冰凍看起來像池塘的特徵,在過去冥王星擁有更厚大氣層時,可能是曾經是液氮。銘謝: NASA/約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室(Johns Hopkins UniversityApplied Physics Laboratory) /美國西南研究院

氣後的轉變

根據Stern,冥王星的改變方向影響了大量的太陽能量觸及表面,因而影響了大氣壓力。目前冥王星的大氣壓力大概是地球海平面上的十萬分之一,但是在過去,此矮行星上的氣壓可能比現在的還要高一萬倍以上。

Stern說:「這意味著循環急遽的變化。」

在極端的地方,任何一個定點的壓力比起現在的火星上的氣壓,可到達4到40倍之高。那樣高的氣壓得以讓液氮有時能存在於此矮行星上,而這也可以用來解釋這些新視野號所拍攝,耐人尋味的特點。

Stern說,其中一個位於冥王星北邊最著名的特色,心型的湯博區看起來像是一個小型冰凍的池塘。要是新視野號的飛形發生在幾百萬年前,那麼這艘太空船看到的池塘將以液體狀態呈現(雖然這個液體可能是氮,而不是水)。

Stern說:「它真的讓我們對這個小行星改觀。」

研究人員表示,一般而言,就氣候的變化來說,冥王星目前已處於中間階段。距離目前最近一次的極端變化,是在80萬年前開始產生。此矮行星在過去幾百年來的周期變化,將有助於形成物質從赤道區遠離的移動。

Binzel說:「這只是剛開始了解,這些長期的循環,促使冥王星上發生了些甚麼變化。」

來源: Space.com