取一撮火星,一小撮土星的衛星土衛八,再加一點海王星的衛星海衛一——這樣的配方會產生類似冥王星的東西。
美國國家航空航天局“新視野”號任務於七月飛掠過冥王星,其首批已發表的科學發現證實,這顆矮行星與太陽系中任何其他星球都截然不同。相反,冥王星上變化多端的地形,就像一個由地質圖案和紋理組成的瘋狂拼布——從其他行星和衛星上覆制、貼上和調整而來。
“它就像各種事物的混合體,”卡莉·豪厄特說,她是一位行星科學家,也是位於科羅拉多州博爾德市西南研究所的“新視野”號團隊成員。
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與火星一樣,冥王星也含有揮發性化合物,這些化合物在凍結到地面和昇華回大氣層之間迴圈。與土衛八一樣,冥王星擁有令人驚歎的明亮地形,並與黑暗區域並置。與海衛一一樣,冥王星的冰冷表面似乎也被風蝕的條紋所破壞。
冥王星的地質活動既受到其內部放射性元素洩漏的熱量驅動(這是其40多億年前誕生時遺留下來的),也受到在其表面和大氣層之間飄忽不定的揮發性化合物的驅動。當冥王星在其248年橢圓軌道上遠離太陽時,溫度驟降,這些化合物從大氣層中凍結出來,並作為霜落在地表。當冥王星再次變暖時,甲烷、氮氣、一氧化碳和其他化學物質直接從地表的冰變成大氣氣體。
來自“新視野”號相機的高解析度照片顯示了這種季節性過程的影響。被稱為斯普特尼克平原的廣闊明亮平原似乎被氮冰川覆蓋;這些冰川流動緩慢,並迅速抹去撞擊的小行星造成的隕石坑。“讓人聯想到在果凍上打孔,”豪厄特說。“一切都表明這種冰異常柔軟”——使其在太陽系中獨一無二。
在淺色的斯普特尼克平原旁邊,是深色、佈滿隕石坑、看起來古老的克蘇魯區。位於密蘇里州聖路易斯市華盛頓大學的行星科學家、團隊成員威廉·麥金農說,這些隕石坑可能形成於40億年前,那時小行星正猛烈轟擊早期的太陽系。
美國國家航空航天局艾姆斯研究中心(位於加利福尼亞州莫菲特菲爾德)的團隊成員、行星科學家傑夫·摩爾說,深色塗層可能是甲烷在大氣中經過化學處理而形成的。風可能會將其輸送到赤道附近,在那裡它會沉澱下來,就像吹過火星的塵土風暴沉積沙海一樣。
冥王星上的其他區域似乎是明亮的斯普特尼克平原和黑暗的克蘇魯區之間物質的混合體。“冥王星上有很多東西看起來與我們以前見過的任何東西都不太相似,”麥金農說。這包括“蛇皮”地形,隨著時間的推移,隨著物質凍結然後昇華消失,這種地形可能會被磨礪成刀片狀的山脊。
冥王星發現的許多總體主題已經在“新視野”號新聞釋出會上被披露,但今天發表在《<0xC2><0xA0>科學<0xC2><0xA0>》雜誌上的論文是該任務科學成果的首次正式記錄。它包括看似平凡的細節,例如冥王星的大小——直徑為2374公里,誤差為正負8公里——其他科學家可以使用這些細節來改進他們對矮行星內部熱流等特性的理解。
任務科學家還發現,冥王星的球形程度非常接近完美,這是“新視野”號儀器可能測量的程度。這表明,在其早期發展過程中,這顆矮行星足夠溫暖、柔軟和可塑,可以避免鎖定為變形形狀。
儘管來自“新視野”號的大部分資料仍有待無線電傳回,“一切都在融合,”摩爾說。“與兩個月前相比,我們現在對冥王星上許多地方的假設有了更好的認識。”
本文經許可轉載,並於2015年10月15日首次發表。