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美国西南研究所（SwRI）主导的一项新研究显示，冥王星标志性心形区域西侧的斯普特尼克平原（Sputnik Planitia）冰川北缘表面出现的深色纹路，可能记录了液态氮从冰层下方涌出并短暂流经冰面的过程 。研究团队利用美国国家航空航天局（NASA）"新视野号"探测器传回的观测数据，提出了迄今为止关于冥王星表面近期存在液体流动的首个证据 。
这项研究由"新视野号"任务首席科学家、西南研究所副院长艾伦·斯特恩（Alan Stern）博士领导，相关成果发表于同行评审期刊《行星科学杂志》（Planetary Science Journal） 。斯特恩表示，冥王星总能带来意外发现，这一新结果不仅暗示液体近期曾在冥王星表面显现，也揭示了一种此前未知的、随时间变化的地表特征类型 。
斯普特尼克平原是冥王星心形区域的西半部分，是一片主要由冻结氮构成的巨大冰川，面积超过美国得克萨斯州与俄克拉荷马州的总和 。"新视野号"于2015年至2016年拍摄的图像显示，该区域北部存在城市规模大小的对流单元，彼此之间由狭窄的暗色条纹以及更大片的深色斑块分隔 。新的分析认为，其中部分暗色纹路可能是液态氮周期性涌至地表并浸湿冰面所形成 。
暗色条纹暗示地下液体活动
冥王星的大气与表面条件排除了液态氮降雨的可能性，但斯普特尼克平原北部出现的深色图案，与地球上曾被雨水或地下涌出液体浸湿的冰川表面特征十分相似 。为验证这一相似性，研究团队将"新视野号"的观测结果与NASA陆地卫星9号（Landsat 9）拍摄的地球冰雪环境图像进行了对比，其中包括格陵兰冰盖的影像；在地球上，液态水触及积雪和冰层的地方会形成狭窄的暗色特征 。
斯普特尼克平原上对应的结构与之极为相似，这一相似性支持了氮物质正从冰川底部向上运移、并短暂浸湿其冻结表面的可能性 。西南研究所首席科学家、研究合著者凯尔西·辛格（Kelsi Singer）博士指出，根据表面物质更新过程的建模，斯普特尼克平原的表面相当"年轻"，可能不到一百万年，因此观测到的这些特征必然是在此之后形成的 。她还表示，冥王星拥有太阳系中独一无二的地貌类型，斯普特尼克平原的这一区域正是其中之一，其表面条件与地球截然不同，有助于人类理解物质在地球难以复现的环境下的行为方式 。
模型揭示氮物质如何上涌
此前包括斯特恩团队早期研究已指出冥王星曾在远古时期发生过液体流动事件，而这项新分析则表明，液态氮可能目前仍存在于斯普特尼克平原之下，或是近期曾存在，从而留下了这些年轻的地表特征 。由SETI研究所高级研究科学家奥尔坎·乌穆尔汗（Orkan Umurhan）博士领导的计算机模拟为此提供了一种可能机制：模拟结果显示，斯普特尼克平原下方厚达数公里的深层氮冰，可能在冰川底部发生融化并生成液态氮 。
模拟进一步表明，来自下方的浮力或压力可能会将这些液体沿类似岩浆通道或喷泉管道的狭窄通路向上推挤；一旦液态氮到达地表，它可能会保持液态足够长的时间，沿冰川坡面向下流动，浸湿冰层并形成"新视野号"观测到的暗色纹路 。乌穆尔汗表示，这一发现最重要的意义在于，它为进一步研究极低温度下固态氮的物理特性提供了强烈动机与理由，尤其需要深入研究固态氮材料在应力和应变作用下发生融化的具体物理过程，而这类过程此前从未在实验室中得到过真正细致的研究 。
冥王星仍有大片区域未被探明
目前尚未在冥王星其他区域发现类似的冰川底部液体上涌证据，但冥王星表面仍有超过一半区域未被高分辨率测绘，这意味着类似特征可能存在于其他地方，只是尚未被清晰观测到 。研究团队指出，这种融化与液体上涌的过程，或许也能帮助解释太阳系其他天体上的活动现象，例如NASA"旅行者2号"曾在海王星卫星特里同（Triton）上观测到的喷泉活动 。未来对冥王星及柯伊伯带其他天体进行更高分辨率的测绘，将有助于确定类似过程是否也发生在斯普特尼克平原之外的区域 。
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