冥王星巨大心形冰川之下或有物质流动

冥王星心形冰川下，正悄悄流淌着液态氮！

——新视野号首次捕捉到矮行星内部“活脉”涌动的直接证据

关键发现速览：
✅ 首次证实冥王星存在近期液态物质流动
✅ 液氮正从斯普特尼克平原北缘裂缝向上渗出
✅ 深色条纹=冰面被“润湿”的物理印记
✅ 表面年龄＜100万年——这些痕迹刚刚形成不久

由西南研究院（SwRI）主导的一项研究认为，液氮正通过斯普特尼克平原北缘的裂缝上升到冥王星表面，斯普特尼克平原是这颗矮行星表面巨大心形冰川的一部分。这是目前冥王星上存在液体流动的首个证据。从规模上看，冥王星的宽度约为美国大陆的四分之三。图片来源：NASA约翰斯霍普金斯大学应用物理实验室西南研究院

心形冰川的“呼吸痕迹”

研究人员利用新视野号的图像发现了液态氮可能从冥王星著名的心形冰川下方流出的证据。

冥王星巨大心形冰川部分区域的深色痕迹，可能记录了其冰冻表面之下意想不到的情况：液态氮向上涌动，并短暂地在冰面上流动。由西南研究院（SwRI）牵头的研究团队，利用美国国家航空航天局（NASA）新视野号探测器的观测数据，报告了他们所认为的冥王星近期存在液态流动的首个证据。

科学带头人

这项工作由西南研究院（SwRI）副副院长艾伦·斯特恩博士领导，他同时也是新视野号任务的首席研究员。

现象命名

斯普特尼克平原是冥王星著名心形区域的西部部分，是一片巨大的冰川，主要由固态氮构成，面积比得克萨斯州和俄克拉何马州面积之和还要大。

冥王星总是给我们带来惊喜，第一作者斯特恩说，而这一新发现无疑也是如此。它不仅表明冥王星表面近期曾有液体涌出，还暗示了冥王星上存在一种新的随时间变化的特征。

对流细胞与暗线：冰川的“皮肤纹理”

新视野号收集的图像显示，在其北部地带分布着城市大小的对流细胞，这些对流细胞被狭窄的暗线和较宽的深色物质斑块分隔开来。

一项新的分析表明，当液体（极有可能是氮）定期到达并浸湿表面时，其中一些标记可能会形成。这些研究结果发表在经过同行评议的《行星科学杂志》上。

地理定位图解

冥王星北部的斯普特尼克平原冰川（位于冥王星亮心的西侧或左侧）在这张由新视野号图像合成的彩色拼接图中展示出来。图像上标注了北方的方向。这张图像的跨度约为700×350公里。红色方框是后来添加的，用于显示包含深色特征的大部分区域，这些特征被认为是由冰川下方基底融化过程产生的液态氮润湿冰川所致，正如Stern等人在相关已发表的研究论文中所描述的。图片来源：美国国家航空航天局约翰霍普金斯大学应用物理实验室西南研究院。

⚠️ 关键排除：冥王星大气和表面的条件排除了液氮降雨的可能性。然而，斯普特尼克平原北部的深色图案与地球上的冰川特征相似，这些冰川要么被雨水湿润，要么被从地表下渗出的液体湿润。

地球 vs 冥王星：一场跨星球的冰川对话

为了研究这种相似性，西南研究院（SwRI）牵头的研究人员将新视野号的观测结果与美国国家航空航天局（NASA）陆地卫星9号拍摄的地球上冰冻环境的图像进行了对比，这些环境包括格陵兰冰盖。在地球上，当液态水接触到积雪和冰层时，就会出现狭窄的深色特征。

斯普特尼克平原上的相应结构看起来极为相似。这种相似性支持了这样一种可能性：氮正从冰川下方向上移动，并暂时浸湿其冰冻的表面。

斯普特尼克平原的表面相当年轻，根据表面翻转模型的研究，其年龄可能不到一百万年前，因此我们观察到的这些特征一定是在那之后形成的，西南研究院首席科学家、该研究的合著者之一凯尔西·辛格博士说。冥王星拥有许多太阳系其他地方都看不到的独特地形，斯普特尼克平原的这片区域就是其中之一。其表面提供了与我们在地球上所习惯的完全不同的条件，对其进行探索能让我们更好地理解材料在地球上难以复制的环境中如何表现。

计算机模拟揭示“地下涌流机制”

包括斯特恩此前牵头的研究在内的过往研究已经指出，冥王星上曾出现过液态物质流动的古老事件。而这项新分析则表明，如今，斯普特尼克平原之下可能存在液氮，或者液氮近期才在这片区域出现过，因而这片区域还留有较新的地表特征。

由搜寻地外文明研究所资深研究科学家奥尔坎·乌穆尔汉博士牵头的计算机模拟提供了一种可能的机制。模型显示，在数千米厚的斯普特尼克平原下方深处的氮冰，会在冰川底部融化并产生液氮。

模拟结果进一步表明，下方的浮力或压力可能会迫使这种液体通过类似熔岩管或间歇泉管的狭窄通道向上涌动。一旦到达表面，氮可能会在足够长的时间内保持液态，从而沿着斜坡流过冰川，浸湿冰层，形成探测器观测到的深色痕迹。

我认为这些发现的重大意义，以及它所描绘的诱人图景，是进一步研究极低温下固态氮物理学的强大动力和充分理由，乌穆尔汉说，具体而言，研究处于应力和应变状态下固态氮材料中发生的物理过程很重要，因为这些应力和应变会导致它们熔化。这些过程在实验室中从未得到过真正详细的研究。

️ 未完待续的探索版图

冥王星的其他区域目前都没有显示出类似液态物质从冰川下上升的迹象，但这颗矮行星超过一半的区域尚未进行高分辨率测绘。这就留下了一种可能性，即类似的特征可能存在于其他地方，但尚未被清晰观测到。

同样的融化和液态物质向上移动的过程，有可能有助于解释太阳系其他地方的活动，包括美国国家航空航天局（NASA）的旅行者2号探测器在海王星卫星海卫一上观测到的间歇喷泉现象。

为了确定类似的过程是否会在斯普特尼克平原以外的区域发生，需要对冥王星及柯伊伯带的其他天体进行更高分辨率的测绘。

参考文献：10.3847/PSJ/ae7e85

相关知识

冥王星是太阳系中的矮行星。曾被视为第九大行星，2006年被重新分类。它体积小、距离太阳远，表面温度极低。冥王星有五颗已知卫星，其轨道与海王星相交。对冥王星的研究不断深入，让我们对太阳系边缘的世界有了更多认识。

BY:Southwest Research Institute
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参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自： https://scitechdaily.com/something-may-be-flowing-beneath-plutos-giant-heart-shaped-glacier/

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