2015年7月，美國(guó)國(guó)家航空航天局的新視野號(hào)探測(cè)器歷史性地飛越了冥王星
科技訊 北京時(shí)間6月24日消息，一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，盡管今天的冥王星以寒冷著稱(chēng)，但最初很可能是一顆快速形成的炎熱星球。研究人員表示，這一結(jié)果表明，冥王星可能在其生命早期就擁有一個(gè)地下海洋，這可能增加了它孕育生命的可能性。換句話說(shuō)，冥王星可能比原先預(yù)想的更適合居住。
冥王星是太陽(yáng)系內(nèi)已知體積最大、質(zhì)量第二大的矮行星（當(dāng)然，比其他行星還是小了很多，只有月球質(zhì)量的六分之一，月球體積的三分之一）。在先前的研究中，科學(xué)家猜想冥王星起源于遙遠(yuǎn)的柯伊伯帶（海王星軌道外的天體密集圓盤(pán)狀區(qū)域），由冰凍巖石聚集而成。盡管有證據(jù)表明，目前在冥王星厚厚的冰凍外殼下存在著一個(gè)液態(tài)海洋，但研究人員認(rèn)為，這一地下海洋是在冥王星誕生很久之后，由于核心的放射性元素衰變發(fā)熱使冰層融化之后而形成的。
這項(xiàng)新研究則認(rèn)為，冥王星并不是在低溫中形成的，而是有一個(gè)火熱的開(kāi)端，并且充滿爆發(fā)力?！爱?dāng)我們今天觀察冥王星時(shí)，我們看到的是一個(gè)非常寒冷的冰凍世界，表面溫度大約為45開(kāi)爾文（零下228攝氏度），”該研究的主要作者、美國(guó)加州大學(xué)圣克魯茲分校的行星科學(xué)家卡弗·比爾森（Carver Bierson）說(shuō)，“我覺(jué)得很令人驚訝的一點(diǎn)是，通過(guò)觀察并記錄冥王星表面的地質(zhì)情況，我們可以推斷冥王星的形成非常迅速且劇烈，使其內(nèi)部溫度上升到足以形成地下海洋的程度?！?/p>
研究人員分析了冥王星表面所謂的“延展特征”。水在結(jié)冰時(shí)會(huì)膨脹，因此當(dāng)冥王星內(nèi)部冷卻時(shí)，其表面會(huì)拉伸并產(chǎn)生可識(shí)別的結(jié)構(gòu)。
2015年，美國(guó)國(guó)家航空航天局的“新視野號(hào)”（New Horizons）探測(cè)器到達(dá)了距離冥王星1萬(wàn)公里的位置，對(duì)這顆矮行星的地質(zhì)情況進(jìn)行了觀測(cè)。研究人員將觀測(cè)結(jié)果與冥王星起源和演化的各種模型進(jìn)行了比較。如果冥王星是在低溫時(shí)形成的，那么在星球歷史的早期，由于放射性元素衰變放熱使冰融化，其冰凍外殼就會(huì)經(jīng)歷壓縮；在這些放射性元素分解殆盡，冥王星冷卻之后，星球表面的外殼就會(huì)延展。然而，研究人員發(fā)現(xiàn)，在以高分辨率拍攝的冥王星表面圖像中，最古老的部分并沒(méi)有顯示任何壓縮的明顯跡象。
如果冥王星的形成是快速而猛烈的，那么形成冥王星的巖石碰撞所產(chǎn)生的熱量會(huì)相對(duì)較快地消退，導(dǎo)致其冰殼迅速增長(zhǎng)，在歷史早期產(chǎn)生了延展特征。當(dāng)放射性元素衰變產(chǎn)生的熱量成為主要因素時(shí)，表面冰殼的增長(zhǎng)就會(huì)暫停；當(dāng)放射性元素分解時(shí)，冰殼又會(huì)恢復(fù)凍結(jié)，并隨著時(shí)間推移而慢慢地形成延展結(jié)構(gòu)。
箭頭標(biāo)明了冥王星表面延展斷層的位置，表明了冥王星地殼的擴(kuò)張，科學(xué)家認(rèn)為這是由于地下海洋的凍結(jié)造成的
研究人員在冥王星冰凍表面上看到的延展特征，比如冰殼上的裂縫，以及神秘的山脊和溝槽系統(tǒng)，都表明冥王星有一個(gè)炙熱的開(kāi)端。
卡弗·比爾森說(shuō)：“我認(rèn)為最令人興奮的是，在柯伊伯帶的大型天體形成之時(shí)，地下海洋可能是普遍的現(xiàn)象?！?/p>
這些發(fā)現(xiàn)表明，冥王星和柯伊伯帶中的其他大型矮行星，如鬩神星（Eris）、鳥(niǎo)神星（Makemake）和妊神星（Haumea）等，都可能自形成以來(lái)就擁有地下海洋。研究人員表示，如果這一推斷得到證實(shí)，將很可能影響這些遙遠(yuǎn)冰封世界的潛在可居住性。
“到目前為止，我們還不知道在任何世界上出現(xiàn)生命所需的成分或配方，”比爾森說(shuō)，“不過(guò)我們認(rèn)為液態(tài)水是一種重要的成分，而這項(xiàng)工作表明，冥王星擁有液態(tài)水已經(jīng)很長(zhǎng)時(shí)間了?！?/p>
比爾森也很謹(jǐn)慎地表示，新視野號(hào)只能拍攝冥王星北半球大約一半的高分辨率圖像。“也許在不經(jīng)意間，我們錯(cuò)過(guò)了一些記錄了大規(guī)模壓縮特征的古代地形，”他說(shuō)，“你可以想象，如果只觀察地球表面四分之一的地質(zhì)情況，你可以了解到很多東西，但也會(huì)失去一些背景信息。目前，我們只能利用現(xiàn)有資源進(jìn)行分析。未來(lái)我們還需要另一艘探測(cè)器返回冥王星，對(duì)其余的表面進(jìn)行拍攝，才能真正發(fā)現(xiàn)我們錯(cuò)過(guò)了什么?！?/p>
研究人員在6月22日的《自然-地球科學(xué)》（Nature Geoscience）網(wǎng)絡(luò)版上詳細(xì)介紹了他們的發(fā)現(xiàn)。（任天）
