天文学家刚刚在太阳系黑暗后方一个极不可能的地方——矮行星冥王星上，发现了迄今为止关于整个海洋的最佳证据。在那里，氮和其他“挥发性”气体在低温条件下冻结成固体，而水则变成坚硬如岩石的冰。几十年来，科学家们一直在理论上探讨这种冰如何起到绝缘体的作用，在远离太阳的冥王星和其他天体深处保存温暖和水分的痕迹。但是，没有足够的数据来证实这种大胆的猜测。
当美国宇航局的“新视野号”任务去年飞掠冥王星时，这一切都改变了。在这颗矮行星的众多奇观中，探测器看到的最明亮、最引人注目的特征是一个横跨这颗遥远世界表面的1600公里宽的心形平原。这颗心形平原以世界发现者、美国天文学家克莱德·汤博的名字命名为“汤博区”。汤博区和行星其他部分周围的裂缝和断裂表明，地表下可能有一层含水泥浆正在缓慢凝固，像冰箱里的冰块一样膨胀，从而使表面破裂——但其他更干燥的可能性也可能解释这种裂缝。然而，现在，周三发表在《自然》杂志上的两项研究正在加强冥王星冰冷的心脏包含一个更温暖、更潮湿的内心世界的论点。
加州大学圣克鲁兹分校的行星科学家，也是其中一项研究的主要作者弗朗西斯·尼莫说：“如果我们是对的，那么外太阳系的海洋很常见，而其他与冥王星大小相似的天体可能也存在地下海洋。”
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关于冥王星海洋的新证据来自汤博区西部叶瓣，这个叶瓣宽达1000公里，非正式地称为“斯普特尼克平原”。与冥王星其他崎岖不平、布满陨石坑、数十亿年历史的表面相比，这个叶瓣显得很奇特，它覆盖着相对新鲜且没有陨石坑的明亮冰层。科学家们解释了斯普特尼克平原的年轻外貌，认为它是一个古老的撞击盆地——一个巨大的陨石坑，里面充满了年轻冰层的厚浮冰，这些浮冰在下方渗出的热量的驱动下，搅动并刷新着表面。然而，关于斯普特尼克平原最奇怪的事情是它的位置：沿着赤道，与冥王星最大的卫星卡戎奇特地对齐。这颗卫星与冥王星潮汐锁定，它的轨道与冥王星的自转同步，因此它似乎静止地悬挂在冥王星表面与斯普特尼克平原完全相对的同一区域上方。
亚利桑那大学的博士生，也是另一项《自然》杂志研究的主要作者詹姆斯·塔特尔·基恩说：“如果你从卡戎的中心画一条线穿过冥王星的中心，再穿过冥王星的远端，它会非常靠近斯普特尼克平原。” 基恩说，一次巨大的撞击产生一个如此精确地与卡戎对齐的陨石坑的可能性非常渺茫，因此他和他的团队（以及尼莫的团队）开始寻找另一种解释。他们使用来自“新视野号”和地面望远镜的数据，创建了斯普特尼克平原的形成如何影响冥王星内部和轨道演化的模型。
两个团队都发现，如果斯普特尼克平原比冥王星周围区域质量大得多，那么与卡戎的奇异对齐就可以得到最好的解释。数百万年来，这种“正质量异常”导致整个行星倾斜成目前的与卡戎对齐的状态，类似于边缘贴有硬币的飞盘会翻滚而不是平稳旋转。基恩的团队在模拟这个过程时发现，如果斯普特尼克平原形成于其目前位置的西北方向，那么它向赤道重新定向的应力将产生断层、峡谷和山脉网络，这些网络与“新视野号”观测到的情况非常吻合。
尼莫的团队认为，地下海洋是斯普特尼克平原比周围环境更重的最合理的解释。该区域在一次巨大的撞击中诞生，必然从冥王星表面挖掘出如此多的冰，以至于含水泥浆从更深处涌出，膨胀起来，在较薄的地壳下形成一个沉重的行星尺度瘀伤。随着地表冰积聚在这个瘀伤之上，斯普特尼克平原变得足够重，足以重新定向冥王星的自转。尼莫的模型表明，冥王星的海洋大约有100公里深，已有数十亿年的历史，由于含有大量的氨（外太阳系冰冷天体中常见的天然防冻剂），因此保持液态。虽然冥王星假定的海洋原则上可以支持生命，但它可能被锁在约200公里厚的冰层之下，并且离地球非常遥远，这使得它不如太阳系中已知的其他更近的地下海洋（例如木星和土星的冰冷卫星内的海洋）那样，成为天体生物学研究的有吸引力的目标。
加州理工学院的行星科学家大卫·史蒂文森没有参与这两个团队的研究，他称赞这两项研究都“有趣且合理”，是对冥王星有海洋这个几十年历史的观点的“助推器”。
尽管关于冥王星海洋的论证越来越严密，但基恩和他的同事们对它是否仍然存在于这颗矮行星的深处持不太乐观的态度——他们的模型表明，这个世界表面的裂缝也与很久以前完全冻结的地表下水体相符。在这种情况下，斯普特尼克平原的大部分重量以及它对冥王星自转的调整，也可以仅仅通过巨型陨石坑内逐渐积累的地表冰来解释。这个过程将在冥王星长达数十年的季节中展开，这些季节跨越数十亿年，夏季的氮气羽流冻结成雪，成为冬季斯普特尼克平原巨大盆地中捕获的冰。“我们仍然有点不可知，”基恩说。“我们不确定是否有足够的数据来真正区分[不同情景]。”
基恩说，即使冥王星的海洋现在真的只是冰，但这些关于斯普特尼克平原的新研究也揭示了冥王星气候和轨道演化之间一种强大而独特的反馈，这种反馈也可能发生在太阳系外其他冰冷的世界中。“整个行星被挥发物的循环拖动的想法，是以前很少有人真正考虑过的，”基恩说。“挥发性冰在[冥王星]表面上的移动不断地重塑行星表面并控制其方向——过去、现在和未来。由于挥发物的输送，冥王星今天可能仍在移动和摆动，而这个相同的过程可能也导致了其他世界持续的地质活动。”