研究揭示著名的“冥王星之心”如何产生风 从而导致其明亮的表面变暗
據(jù)外媒 New Atlas 報道,一項新的研究揭示了冥王星著名的心形氮冰區(qū)域如何在矮行星稀薄的大氣層中產(chǎn)生風,從而導致其明亮的表面發(fā)生大量變色。該研究使用了美國宇航局(NASA)的新視野號航天器在 2015 年與冥王星的近距離飛掠時收集的信息,在此期間,探測器捕獲了遙遠的外星世界上令人驚嘆的圖像和數(shù)據(jù)寶庫。
這項新研究的核心是冥王星之心 Tombaugh Regio,在 2015 年新視野號對冥王星的快速探索過程中引起了公眾的注意。從遠處看,它的結構就像一個超大的卡通心臟。經(jīng)過仔細檢查,形成心臟左“瓣”的巨大盆地顯示出它本身就是地質奇跡。該盆地被稱為史潑尼克平原(Sputnik Planum)。
冰冷的平面似乎被劃分為多個單元,并且相對沒有撞擊坑。對新視野號數(shù)據(jù)的分析表明,Sputnik Planitia 通過對流過程不斷刷新其表面,其中較熱的液氮從表面下方升起并在單元中間凝固,而較冷的氮冰則在回落至表面下方。依靠高級計算機建模的新研究現(xiàn)已使人們進一步了解了這種不尋常的景觀如何與周圍環(huán)境相互作用。
根據(jù)這項新研究背后的小組的研究,每天從 Sputnik Planitia 蒸發(fā)出一層薄薄的表面氮,然后在高空大氣中生出。夜間溫度下降時,氮氣下降,并再次結冰。物質的這種周期性蒸發(fā)和重新安置被比作一顆心臟的跳動,并且每次跳動時,所產(chǎn)生的大氣干擾就會使氮風橫穿整個行星表面。
該團隊獲取了由新視野號收集的有關冥王星地形和冰分布的數(shù)據(jù),并對潛在的天氣周期進行了計算機模擬,以弄清循環(huán)氣體如何影響地表特征。
科學家發(fā)現(xiàn),從冰蓋蒸發(fā)到北部的氮氣向南移動并沉降,這觸發(fā)了西部的風。出乎意料的是,在多數(shù)時候,冥王星地表以上 4 公里處普遍存在的大氣流與矮行星的東旋相反。這是一種罕見的大氣過程,稱為 retro-rotation。
在模擬過程中,科學家還發(fā)現(xiàn)了另一條相對較強的風流,該風流越過人造衛(wèi)星 Planitia 的西邊緣靠近地面。這組作者說,這股氣流反映了類似的風,它吹過亞洲的東部邊緣回到地球上。
研究人員發(fā)現(xiàn),模擬中描述的大氣流可以解釋位于 Sputnik Planitia 西部的冰的顏色和成分的差異。當風向西吹時,它可能會從大氣中傳出熱量,然后這些熱量會與冰接觸,從而使冰升華得更快,并且反射率降低。此外,風也可能攜帶深色材料,這些深色材料隨后沉積在表面的條紋中。
NASA 艾姆斯研究中心的天體物理學家和行星科學家、研究報告的主要作者 Tanguy Bertrand 表示:“Sputnik Planitia 對冥王星的氣候可能與海洋對地球的氣候一樣重要。如果沒有 Sputnik Planitia-如果沒有冥王星之心-您將不會有相同的循環(huán)。”
有關該研究的論文已發(fā)表在《地球物理學研究雜志》上。
總結
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