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冥王星的地下海洋新发现!宇宙中的海洋比我们想象的要多得多

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 Connor Feng • 2019-05-22 16:20:25 来源:前瞻网 E1258G1
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2015年7月,美国宇航局的“新视野号”飞船在飞越冥王星时拍摄到了这张冥王星的斯普特尼克氮冰平原(Sputnik Planitia nitrogen-ice plain)的照片。(图片:©NASA / JHUAPL / SwRI)

人们认为在矮行星冥王星冰冷的表面下可能埋伏着一个深海,而且这种掩埋在地表下的深海可能在整个宇宙中都非常普遍。

一项新的研究报告称,冥王星的液态水海洋可能有一层气体绝缘层,可以防止冥王星的海洋结冰成固体。研究小组成员说,在其他太阳系的寒冷星球表面下也可能发生着类似的事情。

研究报告主要撰写人日本北海道大学的Shunichi Kamata在一份声明中说:“这可能意味着宇宙中的海洋数量比我们之前认为的要多,这也使得外星生命的存在变得更有可能。”

冥王星存在地下海洋的说法主要来自于其斯普特尼克氮冰平原(Sputnik Planitia),该平原是一片600英里宽(1000公里)的氮冰平原,是这颗矮行星著名的“心脏”图案的左叶。

美国宇航局的新视野号探测器的观测显示,斯普特尼克行星与冥王星的潮汐轴是一致的——这条线是冥王星最大的卫星Charon的引力最强大的地方。科学家们认为,冥王星之所以向这个方向滚动,是因为集中在斯普特尼克平原表面和附近的额外质量。

先前的研究表明,这些额外的质量可能来自于平原上形成的氮冰,以及来自地表下海洋的水(这些水是在彗星撞击冥王星后从地下深处释放出来的)。

但是,在太阳系46亿年的历史中,冥王星上埋藏的海洋是如何保持冰冻状态的呢?毕竟,这颗矮行星并不围绕着一颗气态巨行星旋转,所以它的内部不会像木星卫星欧罗巴和土星卫星土卫二的内部一样,被潮汐力剧烈地搅动和加热(土卫二和土卫二都有地下海洋)。

这项新研究提供了一个可能的解释。Kamata和他的同事假设冥王星冰壳下的“气体水合物”绝缘层——由困在分子水“笼”内的气体组成的类冰固体——可能是罪魁祸首,然后进行计算机模拟来验证这个想法。

在没有气体水合物的模拟中,冥王星的海洋在数亿年前就冻结成固体;但研究人员发现,有气体水合物绝缘层的模拟中,海洋能一直存在到今天。研究人员说,气体水合物在另一个方向上也起到了绝缘体的作用,帮助冥王星表面保持足够的低温,以支持观测到的冰层厚度变化。

目前还不清楚分子水“笼”里的气体可能是什么气体(如果确实存在这样的一层气体的话)。但研究小组认为甲烷是一个很好的可能,部分原因是冥王星稀薄的大气层明显缺乏这种物质。

这项新研究发表在昨天(5月20日)的《自然地球科学》杂志网络版上。

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