是什麼阻止了冥王星的海洋凍結?

類似冰狀氣體水合物的層可能隔離宇宙中寒冷的海洋世界

這張冥王星斯普特尼克平原氮冰平原的景象是由美國宇航局的新視野號宇宙飛船在2015年7月飛越這顆矮行星時拍攝的。

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像人們認為在矮行星冥王星冰冷表面下晃盪的隱蔽海洋,在宇宙中可能非常普遍。

一項新的研究報告稱,一層氣體絕緣層可能阻止了冥王星的液態水海洋完全凍結。研究小組的成員表示,在其他太陽系寒冷的世界的表面下也可能發生類似的事情。

“這可能意味著宇宙中存在比以前認為的更多的海洋,從而使外星生命的存在更加合理”,日本北海道大學的主要作者鐮田俊一在一份宣告中說


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冥王星的“心臟”暗示著隱蔽的海洋

冥王星存在地下海洋的論點得到了斯普特尼克平原位置的支援,該平原是一個 600 英里寬(1,000 公里)的氮冰平原,構成了這顆矮行星著名的“心臟”的左瓣。

美國宇航局的新視野號探測器的觀測表明,斯普特尼克平原與冥王星的潮汐軸對齊——該軸線是來自矮行星最大衛星卡戎的引力最強大的線。科學家認為,冥王星滾入這個方向是因為斯普特尼克平原區域表面和附近集中了額外的質量。

這種額外的質量可能來自平原上積累的氮冰,以及來自地下海洋的水,在形成斯普特尼克平原的彗星撞擊震碎了該地區的地殼後,這些水被釋放出來,從地下深處升起,先前的研究表明

但是,在太陽系 46 億年的歷史中,一個隱蔽的海洋如何在冥王星上保持不凍結?畢竟,這顆矮行星不繞氣態巨行星執行,因此其內部不會像木星的衛星歐羅巴和土星衛星恩克拉多那樣,被潮汐力劇烈地攪動和加熱,這兩顆衛星也都蘊藏著地下海洋。

新的研究提供了一種可能的解釋。鐮田和他的同事假設,冥王星冰殼下的一層“氣體水合物”——由被困在水分子“籠子”中的氣體組成的類似冰的固體——可能對此負責,然後進行了計算機模擬來驗證這個想法。

在沒有氣體水合物的情況下進行的模擬中,冥王星的海洋在數億年前就完全凍結了。但研究人員發現,有了絕緣層,海洋可以持續到今天。研究人員說,氣體水合物還在另一個方向上充當絕緣體,有助於保持冥王星表面足夠寒冷,以支援觀測到的冰殼厚度的變化。

目前尚不清楚水籠中的氣體可能是什麼(如果確實存在這樣的層)。但研究小組認為甲烷是一個很好的候選者,部分原因是冥王星稀薄的大氣層明顯缺乏這種物質。

這項新研究今天(5 月 20 日)線上發表在《自然地球科學》雜誌上。

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Mike Wall has been writing for Space.com since 2010. His book about the search for alien life, “Out There,” was published on Nov. 13, 2018. Before becoming a science writer, Michael worked as a herpetologist and wildlife biologist. He has a Ph.D. in evolutionary biology from the University of Sydney, Australia, a bachelor’s degree from the University of Arizona, and a graduate certificate in science writing from the University of California, Santa Cruz.

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