像人们认为在矮行星冥王星冰冷表面下晃荡的隐蔽海洋,在宇宙中可能非常普遍。
一项新的研究报告称,一层气体绝缘层可能阻止了冥王星的液态水海洋完全冻结。研究小组的成员表示,在其他太阳系寒冷的世界的表面下也可能发生类似的事情。
“这可能意味着宇宙中存在比以前认为的更多的海洋,从而使外星生命的存在更加合理”,日本北海道大学的主要作者镰田俊一在一份声明中说。
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冥王星的“心脏”暗示着隐蔽的海洋
冥王星存在地下海洋的论点得到了斯普特尼克平原位置的支持,该平原是一个 600 英里宽(1,000 公里)的氮冰平原,构成了这颗矮行星著名的“心脏”的左瓣。
美国宇航局的新视野号探测器的观测表明,斯普特尼克平原与冥王星的潮汐轴对齐——该轴线是来自矮行星最大卫星卡戎的引力最强大的线。科学家认为,冥王星滚入这个方向是因为斯普特尼克平原区域表面和附近集中了额外的质量。
这种额外的质量可能来自平原上积累的氮冰,以及来自地下海洋的水,在形成斯普特尼克平原的彗星撞击震碎了该地区的地壳后,这些水被释放出来,从地下深处升起,先前的研究表明。
但是,在太阳系 46 亿年的历史中,一个隐蔽的海洋如何在冥王星上保持不冻结?毕竟,这颗矮行星不绕气态巨行星运行,因此其内部不会像木星的卫星欧罗巴和土星卫星恩克拉多那样,被潮汐力剧烈地搅动和加热,这两颗卫星也都蕴藏着地下海洋。
新的研究提供了一种可能的解释。镰田和他的同事假设,冥王星冰壳下的一层“气体水合物”——由被困在水分子“笼子”中的气体组成的类似冰的固体——可能对此负责,然后进行了计算机模拟来验证这个想法。
在没有气体水合物的情况下进行的模拟中,冥王星的海洋在数亿年前就完全冻结了。但研究人员发现,有了绝缘层,海洋可以持续到今天。研究人员说,气体水合物还在另一个方向上充当绝缘体,有助于保持冥王星表面足够寒冷,以支持观测到的冰壳厚度的变化。
目前尚不清楚水笼中的气体可能是什么(如果确实存在这样的层)。但研究小组认为甲烷是一个很好的候选者,部分原因是冥王星稀薄的大气层明显缺乏这种物质。
这项新研究今天(5 月 20 日)在线发表在《自然地球科学》杂志上。
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