新視野號(hào)拍回的冥王星照片上,，心形的圖案已經(jīng)成了一個(gè)標(biāo)志,，被人們各種PS。圖片來(lái)源：ctctcdn.com

在新視野號(hào)發(fā)回的冥王星照片中,，最引人矚目的亮點(diǎn)無(wú)疑是那個(gè)巨大的心形地貌,。這顆聚焦著全世界目光的“冥王星之心”，甚至可能像木星的大紅斑或者土星的行星環(huán)那樣,，就此成為人們對(duì)這顆星球的經(jīng)典印象,。

這么一個(gè)巧奪天工的地貌究竟是如何形成的？新視野號(hào)團(tuán)隊(duì)的研究成員凱里·利瑟（Carey Lisse）在接受采訪時(shí)這樣告訴媒體1：它可能是一片廣袤的“雪原”,。只不過(guò)此雪非彼雪——新視野號(hào)的遙感探測(cè)表明,，這片區(qū)域的主要成分是氮，而并非像地球上的雪那樣,，主要是由水構(gòu)成,。

圖片：窗敲雨

在捷報(bào)頻傳的驚喜之余，或許會(huì)有這么3個(gè)問(wèn)題縈繞著你我的好奇心：為什么科學(xué)家傾向于把“冥王星之心”解釋為雪原,？冥王星上又怎么會(huì)下雪,？為什么下雪后恰好形成這么個(gè)心形,？

當(dāng)揭開(kāi)太陽(yáng)系早期歷史時(shí),，你就會(huì)發(fā)現(xiàn),，冥王星上會(huì)發(fā)生些什么事情，其實(shí)早在46億年前它誕生之時(shí),，就“冥冥注定”地寫(xiě)在這顆星球內(nèi)在的歷史之中了,。

冥王星的誕生

新視野號(hào)在飛掠冥王星時(shí)，半定量地測(cè)定了它表面的化學(xué)組成——主要是固體的氮,、冰,、以及少量的甲烷和一氧化碳。這些成分,，可能和不少人印象中的冥王星形象有一些差異,。畢竟，在最直觀的印象里,，冥王星不應(yīng)該是個(gè)石頭疙瘩才對(duì)嗎,？

現(xiàn)實(shí)情況是：不光冥王星，甚至整個(gè)柯伊伯帶充斥著的無(wú)數(shù)大大小小的天體,，主要成分都不外乎是冰,、甲烷、氨氣這類(lèi)熔點(diǎn)極低,、在地球的常溫下甚至不可能維持固態(tài)的的物質(zhì),。而經(jīng)典印象中的“石頭”，在柯伊伯帶的物質(zhì)比例里反而不占優(yōu)勢(shì),。物質(zhì)成分的顯著分化,，簡(jiǎn)直就如同被人為精挑細(xì)選過(guò)一樣。如果好奇這是怎么回事的話(huà),，不妨把時(shí)間撥回到太陽(yáng)系歷史的原點(diǎn),。答案，就在這里,。

圖片：KcWolf

我們知道,，當(dāng)太陽(yáng)尚未形成之時(shí)，整個(gè)太陽(yáng)系只是一團(tuán)混沌的原始星云,，沒(méi)有明顯的引力或者溫度中心,，物質(zhì)分布要相對(duì)平均得多。后來(lái),，星云里發(fā)生了引力坍縮,，太陽(yáng)出現(xiàn)了。這個(gè)灼熱的大火球一經(jīng)誕生,，便形成了一個(gè)輻射范圍巨大的溫度梯度場(chǎng),。這個(gè)溫場(chǎng)，在46億年的浩瀚時(shí)空中雄辯地捍衛(wèi)著這么一句大實(shí)話(huà)——越靠近太陽(yáng),，溫度越高,。

于是呢,，那些離太陽(yáng)比較近的低熔沸點(diǎn)物質(zhì)（像上面提到的冰啊、甲烷啊,、氨啊…… 等等）就被統(tǒng)統(tǒng)蒸發(fā)成氣態(tài),，并被幼年太陽(yáng)強(qiáng)烈的太陽(yáng)風(fēng)給吹向外側(cè)空間。太陽(yáng)風(fēng)一直吹著這些氣體分子遠(yuǎn)離太陽(yáng),，直到溫度低于它們凝固點(diǎn)的地方,，氣體才紛紛結(jié)晶凝固，凝華為無(wú)數(shù)的塵埃,。從氣體變?yōu)楣腆w導(dǎo)致比重增加,。當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)已經(jīng)不足以再推動(dòng)這些變重的塵埃時(shí)，它們便大量聚集下來(lái),。

就這樣,，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，年輕的太陽(yáng)扮演的便是這么一個(gè)整理者的角色,。它用自身的溫度,，將圍繞它旋轉(zhuǎn)的塵埃盤(pán)分出了一個(gè)截然分明的帶序——近處，由熔點(diǎn)高,、比重大的巖石類(lèi)物質(zhì)組成,，是為巖屑帶；而外側(cè)的,，則由這些在熔點(diǎn)低,、比重小的物質(zhì)組成，是為冰塵帶,。

當(dāng)不同帶別“塵埃落定”之后,，各個(gè)帶內(nèi)的塵埃便互相吸引、碰撞,、增生,，開(kāi)始朝著成熟行星的方向一步步演化了。演化的過(guò)程是一個(gè)正反饋,。初步聚合成的物質(zhì)叫星子,。某些星子的質(zhì)量占據(jù)優(yōu)勢(shì)，它的引力便可以吸附周邊的塵埃,，吸附后自身引力變得更大,，從而得以吸引更多的物質(zhì)。不同的星子之間相撞,，還會(huì)發(fā)生質(zhì)量的直接倍增,。那個(gè)年代的太陽(yáng)系儼然就是一場(chǎng)大型滾雪球。滾到最后的結(jié)局，大部分塵埃都沒(méi)有了,。取而代之的是,，巖屑帶里就此多了4個(gè)巖石行星：水星、金星,、地球、火星,；而冰塵帶里則誕生了4個(gè)氣體巨人：木星,、土星、天王星,、海王星,。

冰塵帶那些大行星比較霸道。由于它們質(zhì)量巨大,，沿著軌道轉(zhuǎn)上若干圈,，那些沿途的大量“小冰塊”們，不是被吸附,，就是被彈飛（想想新視野號(hào)進(jìn)行引力加速的原理）,。這些小行星中，一些被彈到內(nèi)帶,，不是被太陽(yáng)蒸發(fā)掉,，就是砸向四大巖石行星；而另一些則被彈到了外側(cè),，安頓在了比大行星們更加靠外的地方,，也就是柯伊伯帶。這便是今天的柯伊伯帶主要由大量冰塵物質(zhì)構(gòu)成的原因了,。

太陽(yáng)系的海王星軌道以外,，存在大量由冰構(gòu)成的小天體，這一區(qū)域被稱(chēng)為柯伊伯帶,。冥王星是柯伊伯帶中已知個(gè)頭最大的天體,。圖片來(lái)源：theplanets.org

冥王星自身的演化

在柯伊伯帶這個(gè)由“被彈飛的家伙們”所組成的區(qū)域里，冥王星是（目前已發(fā)現(xiàn)的）當(dāng)之無(wú)愧的“老大”,。它的體型已經(jīng)說(shuō)明了一切——它是為數(shù)不多具有球體外觀的柯伊伯天體,，而球體外觀，則是一顆星球的引力大到足以達(dá)到靜力平衡的標(biāo)志,。這樣的星球,，將不可避免發(fā)生成分的重力分異。

什么是重力分異,？地球就是最有代表性的例子,。在地球內(nèi)部，不同的成分嚴(yán)格按照自身的比重大小,，從內(nèi)到外依次排列成截然分明的圈層——從最深處的鐵質(zhì)地核,、到鎂鐵質(zhì)的地幔,、再到硅鋁質(zhì)地殼、以碳為主的地表生物圈,，以氮為主的大氣層,，直至更外側(cè)以游離的氫為主的外層大氣。

冥王星的原理跟地球相同,。不一樣之處在于,，作為冰塵帶天體，它的整體成分要輕一些,。于是,，科學(xué)家推測(cè)它有一個(gè)巖石質(zhì)的“地核”、一個(gè)冰質(zhì)的地幔,、以及一個(gè)主要由固體氮組成的“地殼”——也就是新視野號(hào)當(dāng)下實(shí)際拍攝到的地表圖像,。

我們知道，只要不是絕對(duì)零度,，任何物質(zhì)的表面都不可避免會(huì)發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象,。冥王星表面再冷也不例外。比月亮還小的冥王星,，它的引力雖然無(wú)法清空公轉(zhuǎn)軌道上的其他成員（當(dāng)年就是這么從行星寶座上被拉下來(lái)的）,，但把地表升華的氮蒸汽吸附在表面，這點(diǎn)小事還是可以做到的,。于是,，它的表面，好歹也算糊了那么一層稀薄的“大氣”,。

長(zhǎng)期以來(lái),，大氣氮的凝華速率和固體氮的升華速率之間不免要達(dá)到平衡。但是,，這個(gè)平衡并不是巋然不動(dòng)的,。直觀便可想到，最大的影響因素是溫度,。

觀察冥王星的軌道可以發(fā)現(xiàn),，它到太陽(yáng)的距離是會(huì)大幅度變化的。冥－日距離的變化,，足以讓它的地表溫度發(fā)生顯著變化,，并進(jìn)一步調(diào)整凝固和升華的平衡。怎么調(diào)節(jié)呢,？暖和一點(diǎn)時(shí),，更多的固體氮升華進(jìn)入大氣；冷一點(diǎn)時(shí)，更多的氮?dú)饽A落回地殼,。瞧,，“冥土之雪”就這么產(chǎn)生了。

圖片：彌生

至于為什么降下來(lái)的雪正好形成了心形,？老實(shí)說(shuō),，沒(méi)有人知道。畢竟照片才發(fā)回來(lái)不到兩天,，進(jìn)行進(jìn)一步推測(cè)的數(shù)據(jù)量還不太夠,。新視野團(tuán)隊(duì)在當(dāng)下階段給出的可能解釋之一是：它是冥王星表面由于小天體撞擊而產(chǎn)生的沖擊坑。

筆者在這兒不妨大膽猜測(cè)一下：當(dāng)?shù)┏两翟谮ね跣歉叩湾e(cuò)落的地表上之后,，如果這些未固結(jié)的積雪很偶然地受到斜坡失穩(wěn)或者別的什么內(nèi)部/外部因素?cái)_動(dòng)的話(huà)，就觸發(fā)了沉積學(xué)行為——雪是密度流,，而任何流體都傾向于“水往低處流”,。流進(jìn)并充填隕擊坑之后，由于隕擊坑的輪廓使然,，便恰好形成了心形,。

冰冷的心并不是永恒的。離太陽(yáng)更近,，它說(shuō)不定就會(huì)化掉,，如果再次接受天體碰撞，它則可能會(huì)碎掉,，但故事巧就巧在——人類(lèi)的信使跨越了將近10年,，偏偏在它存在的這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)里，與它完成了最終的相遇,。萬(wàn)物之理的必然,、陰錯(cuò)陽(yáng)差的偶然；在時(shí)光中交織成了這個(gè)在驚喜中帶著些許浪漫的故事,。

縱然時(shí)光流逝,，縱然天地滄桑，已經(jīng)發(fā)生的故事卻是永遠(yuǎn)不會(huì)改變的——冥王星之心,，它是某一場(chǎng)邂逅曾經(jīng)存在過(guò)的證明,；它是某位偉大的旅人，曾經(jīng)到訪至此的證明,。（編輯：Steed）