关于冥王星的“疯狂想法”刚刚在科学界首次得到证实

当新视野号宇宙飞船在 2015 年掠过冥王星和卡戎时，它揭示了冥王星上两个极其复杂的世界和活跃的大气层。这些快照重新定义了我们对系统的理解。

现在，使用 2022 年和 2023 年拍摄的詹姆斯韦伯太空望远镜 （JWST） 的新观测表明，冥王星的大气层与太阳系中的任何其他大气层都完全不同。

首先，它包含雾霾颗粒，这些颗粒在加热和冷却时会上升和下降。

冥王星的大气层是由氮、甲烷和一氧化碳组成的复杂雾霾。根据 JWST 数据，雾霾颗粒在加热和冷却时控制大气的能量平衡。这是非常不寻常的，在其他太阳系世界中从未见过。

这些观测结果的灵感来自天文学家张习（加州大学圣克鲁斯分校）在2017年提出的一个想法。

“这是一个疯狂的主意，”张说.

然而，他和合著者在澎湃新闻有足够的信心预测，如果一团雾霾正在冷却冥王星，它应该会发出强烈的中红外辐射。如果是这样，那么红外敏感望远镜应该能够“看到”这种现象。

受这一预测的启发，由巴黎天文台的 Tanguy Bertrand 领导的天文学家团队使用 JWST 研究了冥王星大气热平衡的雾霾控制。

“我们真的很自豪，因为它证实了我们的预测，”张说.“在行星科学中，在短短几年内如此迅速地证实一个假设并不常见。所以我们感到非常幸运，也非常兴奋。

冥王星、卡戎和它们的大气层

冥王星的大气层是氮、甲烷和一氧化碳的化学混合物。相比之下，卡戎没有明显的大气层，尽管它可能会出现季节性的释气。

我们在“新视野号”飞越图像和数据中看到的冥王星雾霾是氮气和甲烷光化学的一个活跃实验。在这方面，它类似于我们在巨人.

要了解该实验的运作方式，需要比“新视野号”航天器所能完成的更长期的观察。

JWST 在 2022 年对冥王星和卡戎的观测将 MIRI 仪器集中在冥王星的雾霾和大气上。它还在这两个领域测量了 18、21 和 25 微米。

然而，为了真正了解冥王星的大气活动，科学家们只想获得有关冥王星大气的数据。2023 年，MIRI 将注意力转向冥王星，并提供了中红外（4.9 - 27 微米）范围内的大气和雾霾数据。这使科学家能够更全面地了解冥王星的大气变化和活动。

结果揭示了冥王星和卡戎在自转过程中表面热辐射的变化——即温度变化。

通过将这些数据与两个世界的热模型进行比较，研究人员能够对冥王星和卡戎不同区域的热惯性、发射率和温度施加强有力的约束。这些特性推动了冥王星上的全球冰分布，并将物质从冥王星推向卡戎。

整个表面挥发性冰分布的季节性周期推动了冰沉积物在冥王星表面的迁移。这几乎就像各种冰沉积物被“捡起”并重新分配到其他地方。其中一些物质也完全从冥王星中拉出并沉积在卡戎上。

据科学家所知，这在太阳系的其他任何地方都不会发生。

控制温度

新数据显示，冥王星的大气层在太阳系的行星大气层中是独一无二的。它的辐射能量平衡——即入射阳光与其向太空的热量损失之间的平衡——主要由雾霾粒子控制，而不是像其他世界那样由气体分子控制。

根据 Zhang 的说法，这使得冥王星的研究更加有趣。它还对地球的早期大气层提供了一些了解，该大气层几乎完全是氮和碳氢化合物的混合物。

“通过研究冥王星的雾霾和化学成分，我们可能会对使早期地球适合居住的条件获得新的见解。”他说.

JWST 研究只是了解冥王星大气中相互作用的复杂性及其对 Charon 上发现的物质的贡献的第一步。

“冥王星位于行星大气行为范围内一个非常独特的位置。因此，这让我们有机会扩大对雾霾在极端环境中表现的理解。张解释道.

“不仅仅是冥王星——我们知道海王星的卫星 Triton 和土星的卫星泰坦也有类似的氮气和碳氢化合物大气层，充满了雾霾颗粒。所以我们也需要重新考虑他们的角色。

本文最初由今日宇宙.阅读原创文章.

宝宝起名 起名