冥王星“心”地形暗示其表层之下有海洋

尼姆和他的团队认为，斯波尼克平原在其当前位置的出现确实是不正常的。理论上，它在离潮汐轴如此之近的地方出现的概率只有5%。

腾讯空间新闻据国外媒体报道，冥王星表面的心形图案已经在公众面前点燃。为什么它的表面有这样的特征？新的研究表明，这可能是由于其表面下海洋的存在。冥王星“心脏”的左半部分是一个1000公里宽的平原，也被称为人造卫星平原。天文学家认为它实际上是一个巨大的陨石坑。很长一段时间以来，氮冰逐渐沉积在这片平原上——直到现在，整个平原都被厚厚的一层氮冰覆盖着。美国宇航局“新视野”探测器去年的观测显示，这层氮冰可能有10公里厚。

根据最近发表在11月16日《自然》杂志上的两项研究，人造卫星平原与冥王星的潮汐轴完全重合——这正是冥王星的卫星卡戎引力最强的地方。恐怕这不是一个简单的巧合。在第一项研究中，亚利桑那大学月球与行星实验室的博士生詹姆斯·基恩和他的同事们建立了一个人造卫星平原氮冰模型。模型的模拟结果相当令人惊讶。基恩在一份声明中说，一旦冰的厚度达到几百米，冰将开始改变冥王星表面的形状，从而决定它的方向。如果行星上的一个点积聚了质量过大的物体，这个点将倾向于向赤道移动。几百万年后，整个地球的方向将会相应地改变。

这一旋转过程最终将斯波尼克平原转向东南，直到该平原面向卡戎(现在的位置)。基恩团队的模型预测基本上符合这个想法。根据他们的预测，潮汐轴附近的额外质量导致冥王星产生微弱的摆动。(冥王星和卡戎是潮汐锁定的。他们总是互相看着对方。)冥王星的变化将对其外壳施加压力，导致其表面出现一系列断层和裂缝。根据基恩的报告，新视野探测器刚刚捕获了其中的一些，这些断层和裂缝的性质与团队的预测基本一致。

第二项研究有不同的观点。加州大学圣克鲁斯分校地球和行星科学教授弗朗西斯·尼姆领导的研究创造了一个不同的模型——冥王星表面下的液态水海洋。尼姆和他的团队认为，斯波尼克平原在其当前位置的出现确实是不正常的。理论上，它在离潮汐轴如此之近的地方出现的概率只有5%。因此，他们还认为，将平原移至目前位置的机制尚不明确。

尼姆和他的同事在文章中写道，撞击形成的陨石坑削弱了海洋下层的地壳，导致一些水上升到接近地表。这一过程，再加上平原表面的氮冰，导致了该区域质量的“显著正异常”，从而导致行星开始旋转。尼姆说，如果冥王星没有海洋。这样的轮换几乎是不可想象的。一个例子是，他们团队的计算结果显示，如果海洋不存在，斯波尼克平原的冰层将有40公里厚。然而，他们认为40公里的冰不太可能存在。因此，如果地壳下隐藏着任何致密物质，水是一个自然的猜测——毕竟，水比氮冰密度大得多。

尼姆还说，该小组已经排除了岩石造成额外质量的可能性。因为岩石太深，很难按照我们的模型移动。尼姆还说，其他研究小组的结果也通过其他证据表明，冥王星的表面下可能有海洋。例如，冥王星表面的各种裂缝(基恩的团队在他们的文章中提到过)可能是海洋反复冰冻的结果。随着水的凝固，它的体积膨胀，对上面的岩石施加压力。此外，冥王星的赤道不会凸出——没有一颗有海洋的行星会有这种特征。简而言之，各种证据都指向我们的发现。

尼姆补充说，如果冥王星没有海洋，为什么它在过去的45亿年里没有被冻结？事实上，冥王星足够大，可以在里面保持一定的热量，冥王星的海洋中可能有相当多的氨——可以用作防冻剂。天文学家认为海洋也存在于土卫二和土卫六、木卫二、木卫三和木卫四的表层之下。类似的埋藏水在柯伊伯带天体中并不罕见。尼姆推测，这样的海洋在大型柯伊伯带天体上并不罕见。毕竟，在过去的20年里，我们在早期就在各种奇怪和意想不到的地方发现了海洋。(罗季/编译)