冥王星

圖片來源：Pixabay

雖然如今的冥王星以寒冷著稱，但一項新研究發(fā)現(xiàn)，形成之初的冥王星可能是一個演化迅速且猛烈的高溫世界。

研究人員說，這一結(jié)果表明誕生初期的冥王星可能已經(jīng)擁有了地下海洋，而這或能增加其孕育生命的機會。

此前的研究假定，冰冷的巖石簇聚在遙遠(yuǎn)的柯伊伯帶（位于海王星軌道外側(cè)的天體環(huán)），冥王星就誕生于這個冰冷的環(huán)境中。雖然有證據(jù)表明，目前的冥王星在其厚重的冷凍殼下?lián)碛幸粋€液態(tài)海洋，但研究人員認(rèn)為地下液態(tài)水海洋是在冥王星形成很久以后，由于冥王星內(nèi)核中的放射性元素產(chǎn)生熱量導(dǎo)致冰塊融化才得以形成的。

現(xiàn)在科學(xué)家們認(rèn)為，冥王星的誕生伊始并不冰冷，而是炎熱、充滿爆發(fā)力的。

該研究的第一作者、加州大學(xué)圣克魯斯分校（University of California, Santa Cruz）的行星科學(xué)家Carver Bierson告訴太空網(wǎng)（Space.com）：“我們今天觀測到的冥王星，是一個非常寒冷的冰凍世界，其表面溫度約為45開爾文（華氏零下380度、攝氏零下228度）。”他還說：“通過觀察這層地表所記錄的地質(zhì)情況，我們可以推斷出冥王星曾有過一段迅猛演化的時期，這段時期冥王星的內(nèi)部溫度高到足以形成地下液態(tài)水海洋。這讓我感到驚訝。”

研究人員分析了冥王星表面所謂的“伸展特征”。水在冰凍時會發(fā)生體積膨脹，所以當(dāng)冥王星內(nèi)部冷卻時，其表面就會拉伸，從而產(chǎn)生可辨識的構(gòu)造。

2015年，美國航空航天局（NASA）“新視野”號探測器飛掠冥王星，采集到了這顆矮行星的地質(zhì)觀測數(shù)據(jù)?？茖W(xué)家們將這些數(shù)據(jù)和冥王星起源及演化的各種模型進(jìn)行了對比。如果冥王星誕生于寒冷之中，那么由于放射性元素釋放熱量、融化冰塊，形成初期的冥王星的冰凍外殼就會被壓縮。接著，當(dāng)放射性元素分解、冥王星冷卻后，其冰凍外殼就會拉伸。然而他們發(fā)現(xiàn)，冥王星表面最古老部分的高分辨率圖像并沒有顯示出任何明顯的壓縮跡象。

如果冥王星的演化過程迅速而劇烈，那么當(dāng)冥王星誕生時，巖石相互碰撞所產(chǎn)生的熱量就會相對迅速地消退，從而導(dǎo)致冰殼迅速增多，并在冥王星早期歷史中留下伸展特征。當(dāng)放射性元素產(chǎn)生的熱量成為主導(dǎo)時，這種冷凍過程會暫停；而當(dāng)放射性元素分解時，冷凍過程又會恢復(fù)，隨著時間推移，慢慢形成伸展結(jié)構(gòu)。

研究人員在冥王星冰冷表面上看到的伸展特征，比如外殼上的裂縫、神秘的槽脊系統(tǒng)等，都表明冥王星誕生于炎熱之中。

Bierson說：“我認(rèn)為最令人興奮的暗示是，在柯伊伯帶形成的大型天體擁有地下液態(tài)水海洋或許是很常見的現(xiàn)象?！?/p>

這些發(fā)現(xiàn)表明，冥王星和柯伊伯帶中的其他大型矮行星，如鬩神星、鳥神星和妊神星等，可能自形成以來就擁有地下海洋。研究人員說，可能要因此重新評估那些遙遠(yuǎn)的冰雪世界的潛在宜居性。

Bierson說：“雖然目前我們還不知道任一星球孕育生命所需的所有成分和配方，但我們依然認(rèn)為液態(tài)水是一種重要成分?，F(xiàn)在進(jìn)行的這項工作表明，冥王星在很長一段時間內(nèi)都有液態(tài)水存在?！?/p>

但Bierson同時警告道：“‘新視野’號探測器只能拍攝到冥王星北半球約一半地區(qū)的高分辨率圖像。”

他說：“或許偶然間我們錯過了那些記錄了大規(guī)模壓縮活動的古老地形。你想想，如果只看地球表面四分之一的地質(zhì)情況，你當(dāng)然可以學(xué)到很多東西，但同時也會遺漏一些背景信息。目前我們只能根據(jù)已有數(shù)據(jù)來工作，而如果有另一個航天器去對冥王星地表的其他部分進(jìn)行成像，我們就能真正發(fā)現(xiàn)可能遺漏了的東西。”

6月22日，《自然·地球科學(xué)》（Nature Geoscience）在線發(fā)表了科學(xué)家們的詳細(xì)發(fā)現(xiàn)。

關(guān)于作者

Charles Q. Choi

Charles Q. Choi，《科學(xué)美國人》（Scientific American）撰稿人，他的作品還出現(xiàn)在《紐約時報》（The New York Times）、《科學(xué)》（Science）、《自然》（Nature）、《連線》（Wired）和《生命科學(xué)》（LiveScience）等雜志上。業(yè)余時間里，他曾周游七大洲。

翻譯：曾雪琪

審校：施懌

引進(jìn)來源：科學(xué)美國人

引進(jìn)鏈接：https://www.scientificamerican.com/article/surprise-pluto-may-have-possessed-a-subsurface-ocean-at-birth/


關(guān)注【深圳科普】微信公眾號，在對話框：
回復(fù)【最新活動】，了解近期科普活動
回復(fù)【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回復(fù)【研學(xué)營】，了解最新科普研學(xué)營
回復(fù)【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書籍】，了解最新科普書籍
回復(fù)【團(tuán)體定制】，了解最新團(tuán)體定制活動
回復(fù)【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀鳥知識】，學(xué)習(xí)觀鳥相關(guān)科普知識
回復(fù)【博物學(xué)院】，了解更多博物學(xué)院活動詳情
?