最近的研究为冥王星的地下海洋提供了更深入的了解,以前人们认为这是不可能的,因为这颗矮行星的温度极低。
研究生亚历克斯·阮计算了太阳系最神秘、最遥远的水体的深度和密度。
地球、环境和行星科学系的研究生亚历克斯·阮(Alex Nguyen)的最新计算表明,在冥王星冰冷的表面下存在着一个巨大的液态水海洋。
在《伊卡洛斯》杂志上发表的一篇论文中,Nguyen使用了数学模型和2015年经过冥王星的新视野号宇宙飞船的图像,仔细观察了可能覆盖在厚厚的氮、甲烷和水冰壳下的海洋。
德克萨斯州休斯顿月球与行星研究所的帕特里克·麦戈文是这篇论文的合著者。
几十年来,行星科学家一直认为冥王星不可能存在海洋。火星表面温度约为零下220摄氏度,这个温度非常低,连氮气和甲烷这样的气体都能冻结成固体。水不应该有机会。“冥王星是一个小天体,”Nguyen说。“它应该在形成后不久就失去了几乎所有的热量,所以基本的计算表明,它的核心是固态的。”
液态水的最新证据
但近年来,包括比尔·麦金农(Bill McKinnon)教授在内的著名科学家收集到的证据表明,冥王星的冰层下可能存在液态水海洋。这一推断来自几方面的证据,包括冥王星的冰火山喷出冰和水蒸气。尽管仍有一些争论,“现在人们普遍认为冥王星有海洋,”Nguyen说。
这项新研究对海洋进行了更详细的探测,即使它在冰下太深,科学家们也无法看到。Nguyen和McGovern创建了数学模型来解释覆盖冥王星斯普特尼克铂地盆地(Sputnik Platina Basin)的冰层中的裂缝和隆起,这是数十亿年前流星撞击的地点。他们的计算表明,该地区的海洋存在于40至80公里厚的水冰壳之下,这是一层保护层,很可能使内部海洋不会冻结成固体。
他们还根据上面冰层的裂缝计算出了可能的海洋密度或盐度。他们估计冥王星的海洋密度最多只比地球上的海水密度高8%,与犹他州的大盐湖大致相同。如果你能以某种方式到达冥王星的海洋,你就能毫不费力地漂浮起来。
正如Nguyen解释的那样,这种密度水平可以解释在地表上看到的大量裂缝。如果海洋的密度明显降低,冰壳就会坍塌,造成比实际观察到的更多的裂缝。如果海洋密度大得多,裂缝就会少一些。他说:“我们估计存在一种‘适居带’,在那里密度和壳层厚度刚刚好。”
太空机构近期没有重返冥王星的计划,所以它的许多谜团将留给后代的研究人员。Nguyen说,无论它被称为行星、小行星,还是仅仅是太阳系外围众多物体中的一个,都值得研究。“在我看来,它是一颗行星。”
参考文献:“冥王星海洋盐度在支持Sputnik平原盆地内氮冰负荷中的作用”,作者P.J. McGovern和A.L. Nguyen, 2024年1月28日,伊卡洛斯。DOI: 10.1016 / j.icarus.2024.115968