冥王星表面冰冷的心可以控制整个大气

冥王星上的冰心使风吹动

冥王星表面冰冷的心可以控制整个大气

来自美国航天局“新视野”远程侦察成像仪(LORRI)的四幅图像与来自拉尔夫仪器的色彩数据相结合,形成了这张冥王星的完整的全球视图。可信来源:美国宇航局/约翰霍普金斯大学应用物理实验室/西南研究所。

研究表明,一颗由冰冻氮组成的"跳动的心"控制着冥王星上的风,并且可能在其表面产生一些特征。冥王星上被命名为汤博·雷击奥的著名心形结构,在2015年美国航天局的“新视野”任务中拍摄到这颗矮行星的镜头且被揭示其不是科学家认为的荒芜之地后,便很快地出名了。现在,新的研究表明,冥王星上的著名的氮心控制着它的大气循环。揭示冥王星大气的行为为科学家们提供了另一个可以与我们的行星进行比较的地方。

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这样的发现可以准确指出地球和数十亿英里外的矮行星之间的相似和独特的特征。氮气—一个在地球空气中也存在的元素—包括冥王星上大部分稀薄的大气层,以及少量的一氧化碳和温室气体甲烷。冰冻的氮气也以心形覆盖在冥王星的部分表面。在白天,一层薄薄的氮冰发热且转变为蒸汽。在晚上,水汽凝结,又一次变为冰。每一系列都如同一次心跳,在矮行星上泵送着氮气风。

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美国地球物理学会在《地球物理学》杂志发布的一项新研究表明,冥王星的自转周期推动其大气层朝相反方向旋转,这一奇特现象被称为“逆转”。大气在冥王星近表层刮过,裹挟其中的热量、冰晶和烟雾颗粒因此形成黑风带,造就了北部和西北部的广袤平原。

这证明了冥王星大气(尽管密度很小)和风也能影响其表面地貌,大气物理学家、加州美国航空和宇宙航天爱姆丝协会行星科学家以及此期刊主要作者Tanguy Bertrand说到。

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冥王星绝大部分氮冰封存在汤博区, 区域左叶有一条长约1000公里(620英里)的冰层,该冰层位于3公里(1.9英里)深的斯普特尼克平原,由于海拔较低,该盆地储存着这颗矮行星绝大部分的氮冰。右叶由高地和一路延伸至盆地的富氮冰川组成。Bertrand说:“新视野号成立之前,人们认为冥王星就是一个浑圆的球体,表面十分平坦,几乎没有高低落差。

然而事实并非如此,冥王星上有许多不同的地形地貌,我们正努力探究那里究竟发生了什么。”

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西风

波特兰和他的同事研究的目的是确定比地球稀薄10万倍的空气循环是如何塑造星球表面的地貌的。

团队引用的数据来自新视野号2015年飞跃冥王星所绘制冥王星的地形和它周围所覆盖的氮冰。

他们随即使用一个天气预报模型模拟氮的循环,对风吹掠的表面进行评估。

这个团队发现冥王星在一年中的大部分时间里都在逆行,其风速向西超过四公里,与这颗矮行星的东部自转方向相反。

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Tombaugh Regio地区的氮在南面蒸发,并在北面结冰,根据最新的研究,它的移动轨迹引发西风。

可能除了海王星的卫星,再没有其他地方的日光系统有着这样的大气。

研究人员同时在斯普特尼克平原中的盆地的西部边界,发现了一股快速流动的近地表气流。

这个气流像是地球上的风型,如亚洲东部边缘的黑潮。

根据最新的发现,大气中的氮气凝结成冰的过程导致了这种风型。

斯普特尼克平原的高崖将冷空气困在盆地内使其在盆地内循环并在流经西部地区时变得更强。

强烈的西部边界洋流的存在让Candice Hansen-Koharcheck很兴奋,他是亚利桑那州图森市行星科学研究所的行星科学家且没有参与这项新研究。

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她讲到:“在很大程度上由地貌和环境所导致的。冥王星的模型已经进展到能够描述局部天气,我觉得这是很了不起的。”

Hansen-Koharcheck认为,在更广的尺度上这个新的研究非常有吸引力,而且“冥王星的心跳”这个概念非常有助于理解它。

起源于富氮的冥王星之心( 汤博区 Tombaugh Regio) 吹向Sputnik Planitia的风或许可以解释暗色平原的形成。风可以传递热从而加热表面,或者说可以通过运输并沉积霾尺度的颗粒从而侵蚀冰面且变暗。如果冥王星上的风旋转到了不同的方向,那么它的样貌将会完全不同。

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Bertrand说道:“Sputnik Planitia之于冥王星气候就如海洋之于地球气候。如果你移除Sputnik Planitia,冥王星的心脏,那么循环将会改变”

这个新的发现使得研究者们能够探索其他世界的大气圈,并与我们在地球上所认识到的进行对比。

“冥王星对于每一个人来说都有一些奥秘。” Bertrand说道。


1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3.惊蛰,Young and Dream,涂小图,:霸··气-agu

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