活跃的冥王星：星球表面发现固态甲烷形成的沙丘

　


新视野号探测器发回的数据显示冥王星是一颗地质上非常活跃的星球


左下方平坦地形即为斯普特尼克平原，可以隐约看到其中的沙丘地形

　


冥王星稀薄的大气层


冥王星上奇特的“蛇皮”地形，科学家们认为这些可能是崎岖的冰面物质，而非沙丘


　　在飞越冥王星之后，“新视野号”飞船正在继续朝着柯伊伯带深处飞行，预计将在2019年1月1日飞过一颗编号为2014 MU69的冰冻小天体


冥王星，2015年7月“新视野号”成为第一艘飞越这颗遥远星球的人类飞船

　　新浪科技讯 北京时间6月4日消息，科学家们日前宣布，他们在冥王星表面发现了固态甲烷形成的沙丘。

　　有关发现已经以论文形式发表在《科学》杂志上。这项发现表明，这个遥远的世界可能要比我们原先想象的更加活跃。

　　在此之前，科学家们一度认为，冥王星的大气层过于稀薄，风力会很弱，因此难以产生类似地球上那样的沙丘状地形，但是很显然情况可能要比我们想的更加复杂。

　　这项发现所依据的数据来自2015年7月份飞越冥王星附近的“新视野号”飞船。2006年1月发射升空，在太空飞行将近10年之后，“新视野号”飞船在2015年从冥王星附近飞过，时速超过5.8万公里，期间采集大量珍贵数据。

　　在本次开展的这项研究中，科学家们对冥王星表面的“斯普特尼克”平原进行了观察分析，从图像上看，这一广袤区域似乎被大量沙丘覆盖。在这个巨大平原的周围，是高出周围地面达5000多米的巨大山脉，科学家们相信这些山脉是由坚硬的水冰组成的。

　　细致的分析结果表明，这片区域的沙丘与沙丘之间间隔大约400米~1公里，成分主要是粒径在200~300微米的固体甲烷颗粒，这种粒径大小大致与地球上沙漠中的沙子相仿。

　　相关研究论文的第一作者是英国普利茅斯大学的自然地理学家马特?特尔弗（Matt Telfer）表示：“我们当然不可能看清一粒粒的沙子，但我们可以辨认出沙丘，推断其基本物理参数，并反过来测算形成这种地形所需要的大气密度。”

　　他补充道：“更具体的说，我们可以测算沙丘之间的间距，并推算形成这些沙丘所需的风力大小，然后将这些参数加入物理模型，最终计算出这些沙丘的沙粒粒径。”

　　要想形成沙丘，大气密度必须要到一定程度，以便形成足够强的风力来搬运沙粒。但乍一看，冥王星似乎并不具备类似的条件。

　　但特尔弗博士和同事们的计算结果显示，这些沙丘的所在地可能是冥王星上最开阔平坦的地区之一，这里的风速可以达到每秒10米左右，足以移动沙粒。

　　科学家们相信这些沙丘是由固体甲烷颗粒形成的，或许其中还有固体氮气颗粒成分，而那些存在于山区的高山积雪和冰川，可能也是甲烷成分。

　　驱动甲烷“沙粒”运动的动力，可能与遥远的太阳有关：阳光的照射使冥王星地表稍稍升温，一旦温度超过氮的凝结温度：-230摄氏度，此时氮就会开始升华，或者说从固体状态直接变成气体。

　　当混合物中的固体氮“沙粒”升华而从地下喷出，它会将大量固体的甲烷“沙粒”带到空中，加上地面上的风力驱动，甲烷“沙粒”就会发生明显的位移。

　　特尔弗表示：“能够获得对这个世界的崭新认识，并确认它并不仅仅是游荡在太阳系边缘的一个死气沉沉的冰雪世界，这令人兴奋。我们看到的是一个不断改变，充满活力的世界。”

　　这一观点得到了在同一期《科学》杂志一并发表的另一篇文章的支持：美国康奈尔大学的天文学家亚历山大?海耶斯（Alexander Hayes）教授引述了已故的英国著名天文节目主持人帕特里克?摩尔（Patrick Moore）在1955年描述冥王星的一段话：“…一头扎入幽暗，寂静，荒芜，以及死亡的极寒之中”，海耶斯教授指出，这种描述可能将需要一些改变。

　　海耶斯指出，现在我们认识到，冥王星实际上是一颗由内部热量，极端的季节变化以及升华的固态冰物质共同驱动，因而拥有地质多样性，动态活跃的星球。他认为，冥王星不是帕特里克?摩尔所言的那样，是“太阳系的边疆”，而更应该是通向鲜有探索的柯伊伯带的大门。而此次在冥王星表面发现沙丘这件事本身，可能也将成为太空探索历史上的一个有趣片段。

　　至此，冥王星将加入地球，金星，火星以及土卫六，甚至是67P彗星一起，成为存在沙丘地形的天体之一。

　　英国开放大学教授莫妮卡?格莱迪（Monica Grady）认为，这项发现同时也提出了一些有趣的问题，比如在围绕其他恒星运行的系外行星系统中，在那些行星上是否也可能存在类似的沙丘地形？

　　她说：“它让你意识到，你必须保持开放的头脑，比如说，类似的地形在不同的世界里可能会以不同的方式形成。它让你思考，在太阳系之外的那些遥远世界中，事情会是什么样？因为此刻我们无法看清它们的地表，但总有一天我们将能够做到这一点。或许那时我们也会目睹一些让我们感到熟悉的景象，比如说沙丘地形。而冥王星上沙丘的成因与地球上沙丘成因之间的差异性会提醒我们，或许那里沙丘的成因也是很不一样的。”

　　在飞越冥王星之后，“新视野号”飞船正在继续朝着柯伊伯带深处飞行，预计将在2019年1月1日飞过一颗编号为2014 MU69的冰冻小天体。（晨风）