冥王星神秘多边形地带成因获解:固态氮气层之间对流所致

2016年06月06日 10:35 新浪科技 微博
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冥王星神秘多边形地带成因获解:固态氮气层之间对流所致(新浪科技配图)冥王星神秘多边形地带成因获解:固态氮气层之间对流所致(新浪科技配图)

  文章来源:科技日报

  冥王星冰面上神秘多边形的成因终于获得解释。发表在近日出版的《自然》杂志上的两篇论文显示,这种奇特的多边形极有可能是数千米厚固态氮气层之间对流所导致的。

  冥王星赤道地区著名的“心型区”左侧有一个巨大的椭圆形盆地,被称为史波尼克高原。这里富含氮、一氧化碳和甲烷冰。根据此前的发现,其中不少由氮气形成的冰呈现出奇特的多边形。为了解释这块地形的形状,科学家们提出了热胀冷缩和对流两种假设。

  在新研究中,美国圣路易斯华盛顿大学的威廉·麦金农和他的研究团队使用“新视野”号航天器的测量数据显示,当氮冰的厚度超过一千米时,就会发生对流,而只有这样冥王星的热力学流动条件才能得到解释。他们通过数值模拟发现,对流产生的翻转可以解释多边形巨大的横向宽度。根据史波尼克高原表面冰层纵向的移动速度,他们估计每过50万年,整个地区的表面就会完全更新一次。

  研究人员称,类似冰层不断更新对流的过程可能也发生在其他柯伊伯带的行星上。这一区域是海王星轨道以外的一个圆盘状区域,被认为存在彗星、小行星和其他含冰天体。

  在另一项研究中,美国普渡大学的亚历山大·特罗布里奇和他的研究团队通过使用史波尼克高原上氮冰数值模型,也得出了冥王星上存在强有力对流现象的结论。此外,研究人员称,氮冰缺乏脆性变形的特点也足以将此前的热胀冷缩假设排除在外。

  2015年7月,美国国家航空航天局的“新视野”号探测器在飞行了9年、跋涉近50亿公里后终于成功飞掠冥王星。这次飞掠也为科学家了解这颗“冰冻星球”提供了大量观测数据。最新发回的图像分辨率达到每像素80米。科学家通过这些图像能更好地分析冥王星不同类型的地形,确定其形成过程。(记者王小龙)

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