冥王星到底有多神秘？探测器飞越大气上空，拍下难以理解的地形

冥王星虽然被移出太阳系八大行星之外，但毫无疑问，他是所有太阳系行星中非常神秘的一个。美国发射了探测器，对冥王星的地形地貌展开探测，科学家们通过探测器传回来的图像和数据，对冥王星的地貌是如何形成的，有了一个有趣的新见解。

国际研究人员展示了地球上最大的陨石坑之一斯普特尼克平原“Sputnik Planita”中巨大的冰层是如何形成的。也许冥王星表面最引人注目的特征是，斯普特尼克平原是一个撞击坑，由一个明亮的平原组成，里面居然充满了氮冰。经过研究人员们的不懈努力，终于解开了冥王星冰层的谜团，这些多边形的冰形是升华形成。

就是我们从中学物理课本上所学的：这是一种固体
冰
能够在不经过液态的情况下变成气体的现象。研究小组发现惊人秘密，通过冷却斯普特尼克平原的冰层表面，氮冰的升华为冥王星表明的对流提供了动力。该研究于2021 年12 月 15日发表在《自然》期刊上。

埃克塞特物理与天文学系研究员莫里森博士说：“当太空探测器新视野号在 2015 年执行迄今为止唯一一次飞越冥王星时，收集到的数据足以彻底改变我们对这个遥远世界的理解。”

“特别是，它表明冥王星尽管远离太阳并且内部能源有限，但仍然在地质上活跃。这包括对斯普特尼克平原的研究，那里的表面条件允许其大气中的气态氮与固态氮共存。”

“我们知道冰的表面表现出非凡的多边形特征——由氮冰中的热对流形成，不断地组织和更新冰的表面。然而，这个过程如何发生仍然存在问题。”

在这项对冥王星的新研究中，研究小组进行了一系列数值模拟，表明升华冷却能够以与来自新视野号的大量数据一致的方式为对流提供动力——包括多边形的大小、地形的幅度和表面速度。

这也与气候模型预测从大约 1 到 200 万年前开始的斯普特尼克平原升华的时间尺度一致。它表明，受气候驱动，这种含氮冰层的动态与地球海洋上发现的动态相呼应。

这种由气候驱动的固体层动力学也可能发生在其他行星体的表面，例如海卫一（海王星的卫星之一）或阋神星和魔神星（来自柯伊伯带）。

2015 年，新视野号太空探测器在冥王星上发现了壮观的雪山，与地球上的山脉惊人地相似。这样的景观以前从未在太阳系的其他地方被观察到。然而，随着我们星球上的大气温度随海拔升高而降低，而在冥王星上，由于太阳辐射，它们表现了与地球相反的情况，温度随着海拔升高而升高。

那么这些冰是从哪里来的呢？

由 CNRS 科学家领导的国际团队进行了这项探索。他们首先确定冥王星山上的“雪”实际上是由冰冻的甲烷组成，这种气体的痕迹存在于冥王星的大气中，就像地球上的水蒸气一样。

然后，为了了解如何在如此不同的条件下产生相同的景观，他们使用了矮行星的气候模型，该模型表明，由于其特殊的动力学，冥王星的大气在海拔高度富含气态甲烷。因此，只有在高到足以到达这个富集区的山峰上，空气中才含有足够的甲烷以使其凝结。在低海拔地区，空气中的甲烷含量太低，从而无法形成冰。

这项发表在《自然通讯》上的研究还可以解释为什么在冥王星其他地方观察到的由甲烷组成的厚冰川具有壮观的崎岖山脊，这与地球上由水组成的平坦冰川不同。

总结：
宇宙的浩瀚难以想象，而太阳系只是其中的一小部分，太阳系中的任何行星对宇宙来说就像一粒沙。在古代，人们会“坐井观天”，夜观天象，可以说，人类一直在星辰大海中探索，前进。相信在不久的将来，人类对太阳系内的行星都了如指掌。只有这样，人类才能向更广阔的宇宙迈进。我们现在对宇宙的理解仍然只局限于我们的视野，对太阳系最远行星的探索具有更重要的意义。