【原】冥王星的“心臟” ——冰冷的氮心可以控制空氣循環(huán)

天文在線 2023-04-08 發(fā)布于云南

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冥王星上的冰心使風(fēng)吹動(dòng)

來自美國航天局“新視野”遠(yuǎn)程偵察成像儀（LORRI）的四幅圖像與來自拉爾夫儀器的色彩數(shù)據(jù)相結(jié)合,，形成了這張冥王星的完整的全球視圖,?？尚艁碓矗好绹詈骄?約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室/西南研究所。

研究表明,，一顆由冰凍氮組成的"跳動(dòng)的心"控制著冥王星上的風(fēng),，并且可能在其表面產(chǎn)生一些特征。冥王星上被命名為湯博·雷擊奧的著名心形結(jié)構(gòu),，在2015年美國航天局的“新視野”任務(wù)中拍攝到這顆矮行星的鏡頭且被揭示其不是科學(xué)家認(rèn)為的荒蕪之地后,，便很快地出名了。現(xiàn)在,，新的研究表明,，冥王星上的著名的氮心控制著它的大氣循環(huán)。揭示冥王星大氣的行為為科學(xué)家們提供了另一個(gè)可以與我們的行星進(jìn)行比較的地方,。

這樣的發(fā)現(xiàn)可以準(zhǔn)確指出地球和數(shù)十億英里外的矮行星之間的相似和獨(dú)特的特征,。氮?dú)狻粋€(gè)在地球空氣中也存在的元素—包括冥王星上大部分稀薄的大氣層，以及少量的一氧化碳和溫室氣體甲烷,。冰凍的氮?dú)庖惨孕男胃采w在冥王星的部分表面,。在白天，一層薄薄的氮冰發(fā)熱且轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?。在晚上,，水汽凝結(jié)，又一次變?yōu)楸?。每一系列都如同一次心跳,，在矮行星上泵送著氮?dú)怙L(fēng),。

美國地球物理學(xué)會(huì)在《地球物理學(xué)》雜志發(fā)布的一項(xiàng)新研究表明，冥王星的自轉(zhuǎn)周期推動(dòng)其大氣層朝相反方向旋轉(zhuǎn),，這一奇特現(xiàn)象被稱為“逆轉(zhuǎn)”,。大氣在冥王星近表層刮過，裹挾其中的熱量,、冰晶和煙霧顆粒因此形成黑風(fēng)帶,，造就了北部和西北部的廣袤平原。

這證明了冥王星大氣（盡管密度很?。┖惋L(fēng)也能影響其表面地貌,，大氣物理學(xué)家、加州美國航空和宇宙航天愛姆絲協(xié)會(huì)行星科學(xué)家以及此期刊主要作者Tanguy Bertrand說到,。

冥王星絕大部分氮冰封存在湯博區(qū), 區(qū)域左葉有一條長約1000公里（620英里）的冰層,，該冰層位于3公里（1.9英里）深的斯普特尼克平原，由于海拔較低,，該盆地儲(chǔ)存著這顆矮行星絕大部分的氮冰,。右葉由高地和一路延伸至盆地的富氮冰川組成。Bertrand說：“新視野號(hào)成立之前,，人們認(rèn)為冥王星就是一個(gè)渾圓的球體,表面十分平坦,，幾乎沒有高低落差,。

然而事實(shí)并非如此,，冥王星上有許多不同的地形地貌，我們正努力探究那里究竟發(fā)生了什么,?！?/span>

西風(fēng)

波特蘭和他的同事研究的目的是確定比地球稀薄10萬倍的空氣循環(huán)是如何塑造星球表面的地貌的。

團(tuán)隊(duì)引用的數(shù)據(jù)來自新視野號(hào)2015年飛躍冥王星所繪制冥王星的地形和它周圍所覆蓋的氮冰,。

他們隨即使用一個(gè)天氣預(yù)報(bào)模型模擬氮的循環(huán),，對風(fēng)吹掠的表面進(jìn)行評估。

這個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)冥王星在一年中的大部分時(shí)間里都在逆行,，其風(fēng)速向西超過四公里,，與這顆矮行星的東部自轉(zhuǎn)方向相反。

Tombaugh Regio地區(qū)的氮在南面蒸發(fā),，并在北面結(jié)冰,，根據(jù)最新的研究，它的移動(dòng)軌跡引發(fā)西風(fēng),。

可能除了海王星的衛(wèi)星,，再?zèng)]有其他地方的日光系統(tǒng)有著這樣的大氣。

研究人員同時(shí)在斯普特尼克平原中的盆地的西部邊界,，發(fā)現(xiàn)了一股快速流動(dòng)的近地表氣流,。

這個(gè)氣流像是地球上的風(fēng)型,，如亞洲東部邊緣的黑潮。

根據(jù)最新的發(fā)現(xiàn),，大氣中的氮?dú)饽Y(jié)成冰的過程導(dǎo)致了這種風(fēng)型,。

斯普特尼克平原的高崖將冷空氣困在盆地內(nèi)使其在盆地內(nèi)循環(huán)并在流經(jīng)西部地區(qū)時(shí)變得更強(qiáng)。

強(qiáng)烈的西部邊界洋流的存在讓Candice Hansen-Koharcheck很興奮,，他是亞利桑那州圖森市行星科學(xué)研究所的行星科學(xué)家且沒有參與這項(xiàng)新研究,。

她講到：“在很大程度上由地貌和環(huán)境所導(dǎo)致的。冥王星的模型已經(jīng)進(jìn)展到能夠描述局部天氣,，我覺得這是很了不起的,。”

Hansen-Koharcheck認(rèn)為,，在更廣的尺度上這個(gè)新的研究非常有吸引力,，而且“冥王星的心跳”這個(gè)概念非常有助于理解它。

起源于富氮的冥王星之心（湯博區(qū) Tombaugh Regio）吹向Sputnik Planitia的風(fēng)或許可以解釋暗色平原的形成,。風(fēng)可以傳遞熱從而加熱表面,，或者說可以通過運(yùn)輸并沉積霾尺度的顆粒從而侵蝕冰面且變暗。如果冥王星上的風(fēng)旋轉(zhuǎn)到了不同的方向,，那么它的樣貌將會(huì)完全不同,。