令人驚訝!冥王星可能從形成之初就擁有一個地下海洋

2020年6月22日,科學家在《自然地球科學》雜誌的網路版上,詳細介紹了他們的發現:冥王星可能從形成之初就擁有一個地下海洋。

令人驚訝!冥王星可能從形成之初就擁有一個地下海洋

冥王星表面

上圖,2015年7月,NASA的“新視野”號探測器歷史性的飛越冥王星,所拍攝的照片。

一項新的研究發現,儘管冥王星現在以寒冷著稱,

但它可能已經開始快速而劇烈地成為一個“熱世界”。

冥王星可能在其形成之初就擁有一個地下海洋,提高了其上存在生命的可能性。

以前科學家認為,冥王星起源於柯伊伯帶的冰冷岩石(柯伊伯帶:海王星軌道外,距離太陽約30天文單位,未能結合成行星的較小天體帶。)並認為冥王星冰凍外殼下的液態海洋是其形成很久後才有的,是由於冥王星核心放射性元素的熱量,融化冰後出現的。

現在,科學家則認為冥王星的形成不是上面所說的先冷後熱的,而是先熱後冷的。

加州大學聖克魯斯分校的行星科學家卡弗·比爾森說:“當我們今天探測冥王星時,我們看到的是一個非常寒冷的冰凍世界,其表面溫度約為零下228攝氏度。但是,透過觀察記錄冥王星表面的地質情況,我們可以推斷冥王星的形成過程,快速而劇烈。這個過程使得冥王星內部足夠的溫暖,足夠的熱,能融化冰,進而形成一個地下的水的海洋。”

具體是怎麼判斷冥王“先熱後冷”的呢?

透過觀察冥王星表面的“伸展特性”。我們知道,水在結冰時,氫鍵形成的定向有序排列,水分子之間距離固定,不像液態水時無序排列時的空隙少,導致部分空間利用不到,體積膨脹。當冥王星內部冷卻時,其表面就表現出伸展特性了,由此科學家可以判定,冥王星是“先熱後冷”的。

2015年飛掠冥王星的新視野號探測器,拍攝到的冥王星的地質痕跡,沒有發現任何表面地質壓縮的痕跡。

也就是說,就目前掌握的資訊表明,冥王星沒有經歷過“冷卻”,表面外殼膨脹伸展,“加熱”,表面地質壓縮的跡象。

令人驚訝!冥王星可能從形成之初就擁有一個地下海洋

冥王星表面的伸展地質特徵

上圖箭頭標出了冥王星表面伸展斷層的位置,表明冥王星地殼的膨脹,科學家認為這是由於地下海洋的凍結造成的。

研究人員在冥王星冰面上看到了伸展特徵——例如,其外殼上的裂口,表明冥王星最開始比較“熱”,後來冷卻的。

文章開頭我們說,冥王星可能已經開始快速而劇烈地成為一個“熱世界”。是因為,冥王星表面沒有擠壓收縮痕跡,表明冥王星只是經歷了碰撞帶來的加熱,再到冷卻這樣一個過程。還沒有經歷內部放射性元素加熱,冰溶解成水,表面地質壓縮的過程。接下來的冥王星內部,或許正在變熱,地下海洋正在解凍,這著實令人驚訝!

發現冥王星有地下海洋的意義:當大型柯伊伯帶天體形成時,地下海洋可能在它們之間很常見。

對冥王星目前的研究表明,冥王星和柯伊伯帶的其他大型矮行星,如Eris, Makemake and Haumea,可能自形成以來就擁有地下海洋。這些擁有水的矮行星,對人類來講,具有潛在可居住性。

加州大學聖克魯斯分校的行星科學家卡弗·比爾森說:“我們不知道出現生命所需的成分或配方,但液態水是一個重要的成分,目前的研究表明冥王星或許已經擁有了很長一段時間的液態水了。”

比爾森說:令人惋惜的是,“新視野”只能拍攝冥王星北半球大約一半的高解析度影象。或許我們錯過了大規模壓縮的冥王星表面地形。可以類比地球地表特點來理解,如果我們恰巧只能看到地球四分之一,這個四分之一區域恰巧又是太平洋的某塊區域,就去做出判斷,地球表面幾乎全是液態水,也是不準確的。

想要全面認知冥王星,就還需另一艘探測器,對冥王星其他區域進行成像回傳分析才行。