冥王星纤细的大气层可能出人意料地强劲

在这张由新视野号航天器获得的图像中,冥王星的薄雾层显示为蓝色

在这张由新视野号航天器的拉尔夫/多光谱可见光成像相机获得的图像中,冥王星的雾霾层显示为蓝色。图片于 2015 年 10 月 8 日发布。 (图片来源:NASA/JHUAPL/SwRI)



冥王星稀薄的大气层可能比科学家想象的更有弹性

这颗矮行星薄薄的空气壳是由表面冰的蒸发产生的,这导致氮气和少量甲烷和其他气体的膨胀。这种汽化是由太阳光驱动的,在冥王星围绕太阳的高度椭圆形、长达 248 年的长途跋涉期间,太阳光的强度变化很大。





许多科学家认为 冥王星的大气 其结果是剧烈地起伏,甚至可能在这颗矮行星离太阳最远的时候完全坍缩。然而,最近公布的结果是基于 NASA 的观测结果 红外天文平流层天文​​台 (SOFIA) 可能会迫使科学家重新思考这些概念。

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“现在,我们怀疑冥王星的大气层是否会在未来几年内崩溃——它可能比我们想象的更有弹性,”该研究的主要作者、麻省理工学院华莱士天体物理天文台台长迈克尔·佩森说, 在一份声明中说 本星期。

我们对这种大气层和冥王星本身的了解大部分来自 NASA 新视野号任务 ,它于 2015 年 7 月飞过这颗矮行星。



在那次史诗般的飞越前两周,索菲亚对冥王星的空气进行了更远距离的观察,研究了这颗从一颗遥远恒星前面经过的矮行星。 SOFIA 是一架改装的波音 747 喷气式飞机,配备了近 9 英尺宽(2.7 米)的望远镜,凝视着穿过冥王星大气层的星光。

这种“掩星”仅在 2 分钟内可见,而且仅在新西兰附近的一小块太平洋上可见。 SOFIA 最初在充足的时间内就位,但在事件发生前两个小时,当更新的预测显示微弱的阴影实际上会落在比之前想象的更北 200 英里(320 公里)的海浪上时,飞机不得不进行航线修正。

'捕捉那个阴影需要一些争夺。 SOFIA 具有移动性的优势,但修订后的飞行计划必须得到空中交通管制部门的批准,” SOFIA 科学运营副主任威廉·里奇 (William Reach) 在同一份声明中表示。

“有一些紧张的时刻,但团队齐心协力,我们得到了许可,”Reach 说。 “我们在正确的时间到达了冥王星的影子,很高兴能够做到!”

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SOFIA 能够窥视这颗矮行星大气的中间层,收集红外和可见光波长的数据。两周后,在飞越期间,新视野号以无线电和紫外线频率收集了有关上层和下层的信息。

美国宇航局官员在同一份声明中写道:“这些在时间上如此接近的综合观测提供了迄今为止最完整的冥王星大气图。”

例如,新视野号的图像显示大气有 明显的蓝色调 ,就像地球的空气。这种颜色被认为是由微小的雾霾颗粒提供的,它们优先反射短波长的蓝光。

研究小组成员说,SOFIA 的观察证实了这些颗粒的存在并对其进行了表征,表明每个斑点只有 0.06 到 0.10 微米宽——大约比人的头发细 1,000 倍。

在分析了这些结果和其他结果之后——包括 SOFIA 的前身柯伊伯机载天文台收集的信息,该天文台在 1975 年至 1995 年期间运行——帕森斯和他的同事们确定冥王星的雾霾很可能在短时间内演变,在短短几个小时内逐渐消失和变厚。年。

这个短暂的周期表明,冥王星与太阳的距离之外的其他东西正在推动大量的雾霾颗粒。研究人员说,例如,当冥王星表面特别富含冰的区域在阳光下停留时,可能会出现一段时间的浓雾。

“还有很多我们不明白,但我们现在被迫重新考虑早期的预测,”Person 说。 '冥王星的大气层可能比之前预测的更慢,或者根本不会。我们必须继续监控它才能找到答案。

研究 于 2019 年 11 月在线发表在《伊卡洛斯》杂志上。

目前尚不清楚 SOFIA 还能追捕多少掩星:唐纳德特朗普总统提出的 2021 年预算将取消对该计划的资助。但这不一定是死刑。在国会通过之前,没有预算是最终的,而 SOFIA——美国宇航局和德国航空航天中心的联合项目,以其德语首字母缩略词 DLR 而闻名——在 .

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迈克·沃尔 (Mike Wall) 是 ' 外面 '(中央出版社,2018 年;插图由 卡尔·泰特 ),一本关于寻找外星生命的书。在推特上关注他 @迈克尔沃尔 .在推特上关注我们 @Spacedotcom 或者 Facebook .

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