取一撮火星,一小撮土星的卫星土卫八,再加一点海王星的卫星海卫一——这样的配方会产生类似冥王星的东西。
美国国家航空航天局“新视野”号任务于七月飞掠过冥王星,其首批已发表的科学发现证实,这颗矮行星与太阳系中任何其他星球都截然不同。相反,冥王星上变化多端的地形,就像一个由地质图案和纹理组成的疯狂拼布——从其他行星和卫星上复制、粘贴和调整而来。
“它就像各种事物的混合体,”卡莉·豪厄特说,她是一位行星科学家,也是位于科罗拉多州博尔德市西南研究所的“新视野”号团队成员。
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与火星一样,冥王星也含有挥发性化合物,这些化合物在冻结到地面和升华回大气层之间循环。与土卫八一样,冥王星拥有令人惊叹的明亮地形,并与黑暗区域并置。与海卫一一样,冥王星的冰冷表面似乎也被风蚀的条纹所破坏。
冥王星的地质活动既受到其内部放射性元素泄漏的热量驱动(这是其40多亿年前诞生时遗留下来的),也受到在其表面和大气层之间飘忽不定的挥发性化合物的驱动。当冥王星在其248年椭圆轨道上远离太阳时,温度骤降,这些化合物从大气层中冻结出来,并作为霜落在地表。当冥王星再次变暖时,甲烷、氮气、一氧化碳和其他化学物质直接从地表的冰变成大气气体。
来自“新视野”号相机的高分辨率照片显示了这种季节性过程的影响。被称为斯普特尼克平原的广阔明亮平原似乎被氮冰川覆盖;这些冰川流动缓慢,并迅速抹去撞击的小行星造成的陨石坑。“让人联想到在果冻上打孔,”豪厄特说。“一切都表明这种冰异常柔软”——使其在太阳系中独一无二。
在浅色的斯普特尼克平原旁边,是深色、布满陨石坑、看起来古老的克苏鲁区。位于密苏里州圣路易斯市华盛顿大学的行星科学家、团队成员威廉·麦金农说,这些陨石坑可能形成于40亿年前,那时小行星正猛烈轰击早期的太阳系。
美国国家航空航天局艾姆斯研究中心(位于加利福尼亚州莫菲特菲尔德)的团队成员、行星科学家杰夫·摩尔说,深色涂层可能是甲烷在大气中经过化学处理而形成的。风可能会将其输送到赤道附近,在那里它会沉淀下来,就像吹过火星的尘土风暴沉积沙海一样。
冥王星上的其他区域似乎是明亮的斯普特尼克平原和黑暗的克苏鲁区之间物质的混合体。“冥王星上有很多东西看起来与我们以前见过的任何东西都不太相似,”麦金农说。这包括“蛇皮”地形,随着时间的推移,随着物质冻结然后升华消失,这种地形可能会被磨砺成刀片状的山脊。
冥王星发现的许多总体主题已经在“新视野”号新闻发布会上被披露,但今天发表在《<0xC2><0xA0>科学<0xC2><0xA0>》杂志上的论文是该任务科学成果的首次正式记录。它包括看似平凡的细节,例如冥王星的大小——直径为2374公里,误差为正负8公里——其他科学家可以使用这些细节来改进他们对矮行星内部热流等特性的理解。
任务科学家还发现,冥王星的球形程度非常接近完美,这是“新视野”号仪器可能测量的程度。这表明,在其早期发展过程中,这颗矮行星足够温暖、柔软和可塑,可以避免锁定为变形形状。
尽管来自“新视野”号的大部分数据仍有待无线电传回,“一切都在融合,”摩尔说。“与两个月前相比,我们现在对冥王星上许多地方的假设有了更好的认识。”
本文经许可转载,并于2015年10月15日首次发表。