据外媒New Atlas报道,一项新的研究揭示了冥王星著名的心形氮冰区域如何在矮行星稀薄的大气层中产生风,从而导致其明亮的表面发生大量变色。该研究使用了美国宇航局(NASA)的新视野号航天器在2015年与冥王星的近距离飞掠时收集的信息,在此期间,探测器捕获了遥远的外星世界上令人惊叹的图像和数据宝库。

“冥王星之心”如何产生风-MAAMX

这项新研究的核心是冥王星之心Tombaugh Regio,在2015年新视野号对冥王星的快速探索过程中引起了公众的注意。从远处看,它的结构就像一个超大的卡通心脏。经过仔细检查,形成心脏左“瓣”的巨大盆地显示出它本身就是地质奇迹。该盆地被称为史泼尼克平原(Sputnik Planum)。

冰冷的平面似乎被划分为多个单元,并且相对没有撞击坑。对新视野号数据的分析表明,Sputnik Planitia通过对流过程不断刷新其表面,其中较热的液氮从表面下方升起并在单元中间凝固,而较冷的氮冰则在回落至表面下方。依靠高级计算机建模的新研究现已使人们进一步了解了这种不寻常的景观如何与周围环境相互作用。

根据这项新研究背后的小组的研究,每天从Sputnik Planitia蒸发出一层薄薄的表面氮,然后在高空大气中生出。夜间温度下降时,氮气下降,并再次结冰。物质的这种周期性蒸发和重新安置被比作一颗心脏的跳动,并且每次跳动时,所产生的大气干扰就会使氮风横穿整个行星表面。

该团队获取了由新视野号收集的有关冥王星地形和冰分布的数据,并对潜在的天气周期进行了计算机模拟,以弄清循环气体如何影响地表特征。

科学家发现,从冰盖蒸发到北部的氮气向南移动并沉降,这触发了西部的风。出乎意料的是,在多数时候,冥王星地表以上4公里处普遍存在的大气流与矮行星的东旋相反。这是一种罕见的大气过程,称为retro-rotation。

在模拟过程中,科学家还发现了另一条相对较强的风流,该风流越过人造卫星Planitia的西边缘靠近地面。这组作者说,这股气流反映了类似的风,它吹过亚洲的东部边缘回到地球上。

研究人员发现,模拟中描述的大气流可以解释位于Sputnik Planitia西部的冰的颜色和成分的差异。当风向西吹时,它可能会从大气中传出热量,然后这些热量会与冰接触,从而使冰升华得更快,并且反射率降低。此外,风也可能携带深色材料,这些深色材料随后沉积在表面的条纹中。

NASA艾姆斯研究中心的天体物理学家和行星科学家、研究报告的主要作者Tanguy Bertrand表示:“Sputnik Planitia对冥王星的气候可能与海洋对地球的气候一样重要。如果没有 Sputnik Planitia-如果没有冥王星之心-您将不会有相同的循环。”

有关该研究的论文已发表在《地球物理学研究杂志》上。