本文发表于《大众科学》的前博客网络,仅反映作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
首先让我承认一件事:在新视野号任务之前,我从没觉得冥王星会是一个地质上有趣的地方。我的意思是,它只是一个微小的土块和冰球,在太阳系的边缘轨道上运行。肯定有许多世界比它更令行星地质学兴奋,对吧?
然后我们看到了这张照片
关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道: 订阅。通过购买订阅,您将帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的故事的未来。
我意识到我完全错了。那是一个非常地质上有趣的世界!
从那时起,我一直在为你们收集关于冥王星和新视野号任务的链接。今天,我将分享六个链接,展示新视野号为何如此出色。
1. 它为我们提供了这个迷人世界的高分辨率图像——并由此带来了一些惊喜!
例如,冥王星上最有趣的特征之一(可选择的特征太多了!)是构成冥王星心脏西半部分的氮平原,称为斯普特尼克平原(整个心脏状特征被称为汤博区,以纪念发现冥王星的天文学家克莱德·汤博)。斯普特尼克平原的大部分区域是分段的,这在地球上的冰冻湖泊中也能看到,当温暖的水上升,较冷的水下沉(称为对流)时,冰冻的表面会形成相邻的几何板块。
在冥王星上,这些板块有几公里厚,但在它们下面可能存在更流动的物质,其稠度与牙膏相似。它发生对流,速度可能为每年几厘米。但这引发了一个问题:为什么冥王星的内部是温暖的?它太小了,本应在数十亿年前就完全冻结了!这是新视野号观测结果产生的最大问题之一。也许冥王星在过去十亿年中遭受过巨大的撞击,形成了卫星,并使其内部变暖。也许是完全不同的原因。但氮平原指向某种巨大的能量输入,使冥王星的内部变暖。
2. 它揭示了冥王星的心脏——现在我们知道这颗心脏在“跳动”!
心脏的表面温度仅为 –235 摄氏度,足以冻结氮气。 根据华盛顿大学的研究,那里有一个充满氮冰的储藏库,在某些地方可能深达数公里。固态氮气被冥王星的内部热量加热,然后以团块的形式上升——这被描述为一种“熔岩灯”效应。因此,通过这种对流过程,氮气向上冒泡到表面并再次冻结。换句话说,心脏将氮气泵送到表面,在那里再次硬化成我们看到的心形图案。
3. 冥王星的卫星卡戎拥有自己的大峡谷——并且可能拥有太阳系中最高的悬崖!
在图像中很难分辨,因为分辨率使得难以知道墙壁有多陡峭,以及表面是否有壁架。
但是,如果某些墙壁足够陡峭和垂直,它们可能使卡戎有资格拥有太阳系中最高的悬崖!目前该记录由天王星的卫星天卫五(米兰达)保持。那个冰冷的小世界上的维罗纳断崖至少有十公里高(关于卡戎的NASA文章说五公里,但许多资料来源将其列为10公里,甚至有些列为20公里)。因此,很难说卡戎是否能超越天卫五。
4. 冥王星可能存在海洋!
如果冥王星曾经有过液态海洋,后来完全冻结,那么来自厚重外冰壳的压力会将地下海洋挤压成一种更致密的相,称为冰II,它的体积比液态水小。
哈蒙德说:“如果海洋完全冻结,那么之后很快就会形成这种冰II,这将导致整个冥王星经历巨大的体积收缩。”这将使冥王星的表面发生弯曲,就像过熟的桃子在干燥时皮肤起皱一样。
但这并不是新视野号看到的。相反,它看到了深深的裂缝。这表明这颗矮行星正在缓慢变大,正常的冰——它的体积比液态水大——仍在缓慢形成。如果是这种情况,那么就不会形成冰II,而且一定有什么东西使海洋保持湿润——可能是冥王星岩石核心中放射性元素的衰变产生的热量。
5. 所有这些令人惊叹的科学(以及更多!)都以超值的价格获得!
事实上,向一颗如此遥远的行星发送探测器,以至于光都需要五个半小时才能到达,这已经算是很划算了!到达冥王星花费了 7.2 亿美元——相比之下,新建的明尼苏达维京人队体育场的建设将耗资 10 亿美元,哥伦比亚广播公司 报道。纽约的大都会人寿体育场耗资 16 亿美元建造,而世界上最昂贵的体育场,东京即将到来的 2020 年奥运会场馆,可能耗资 20 亿美元(冥王星之旅仅占后者成本的 36%)。
美国宇航局现在已经选择了它的下一个目的地:一个寒冷的小型柯伊伯带天体,名为 2014 MU69,它位于冥王星之外近十亿英里的地方。
虽然前往冥王星的旅程经过了精心计划,但之后的旅程却……不那么周密。太阳系边缘的柯伊伯带天体是诱人的目的地,因为它们由原始物质构成,这些物质自太阳系诞生 46 亿年前以来基本上没有变化。
冥王星绝不是太阳系中值得探索的迷人地方的终点。未来将会有超越新视野号的任务,以及新的发现。在那些小行星带中蕴藏着大量的地质学——而且在“新视野号”仍在返回的数据和未来的任务之间,我们将在未来许多年里继续探索这些世界。