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冥王星|最新证据显示，冥王星上可能存在过地下海洋

新的一篇研究揭示了冥王星的早期形成过程以及它是否有过地下海洋 。
冥王星|最新证据显示，冥王星上可能存在过地下海洋
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新视野号在飞越冥王星后不久回望冥王星 。 NASA / JHU-APL / SWRI

对冥王星的新理解 ， 对冥王星的形成和太阳系的早期历史都有重要意义 。

两篇论文对冥王星表面下是否存在过海洋进行了研究 。 论文作者在3月的第51届月球与行星科学会议上对研究进行了报告 ， 受COVID-19影响 ， 该会议变成了一个虚拟会议 。 在2015年飞越号之前科学家就对冥王星是否存在过地下海洋提出过疑问 ， 对新视野号数据的分析进一步为这一想法提供了肯定回答的新证据 。
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“热情似火”VS“冷酷无情”？
利用新视野号拍摄的冥王星图像 ， 一项名为“冥王星被吸积后是否有海洋存在过”的研究 ， 探讨了行星形成过程中的一个关键问题:冥王星是不是一开始就很冷 ， 缓慢地聚集着岩石和冰粒子?还是在高温开始时 ， 它形成的速度更快 ， 积累的热量比进入太空的热量多?这两种情况都对冥王星是否有能力在冰冷的表面下形成早期海洋有着重要的影响 。
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如果冥王星是在冷启动的情况下形成的 ， 研究人员将有望看到冥王星表面压缩特征的证据;相应地 ， 扩展特性将指向热启动 。 这两种情况都支持地下海洋的存在 ， 只是理由不同 。

第一作者卡弗·比尔森(圣克鲁斯大学)解释说 ， 早期重新冻结的(地下)海洋预示着早期的全球扩张 。 相反 ， 早期冰层融化形成海洋会产生压缩特征 。
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通过对“新视野号”传回的图像进行梳理 ， 研究人员发现了一些伸展特征的初步证据 ， 特别是位于心形的斯普特尼克平原西部的地堑 。 根据该地区陨石坑的数量 ， 这些特征已经有40亿年的历史了 ， 这些特征显示热启动模型是正确的 。 到目前为止 ， 还没有在冥王星表面发现相关的压缩特征 。
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在斯普特尼克行星附近(右下)可以看到冥王星上的扩张断层(箭头所示) 。 NASA / JHU-APL / SWRI / Alex Parker;注释:卡弗·比尔森

利用早期形成的模型 ， 我们可以假设预测：通过地心引力的压缩和核心的放射性衰变 ， 冥王星先经历了一段时间的变暖 ， 随后随着冰的重新冻结和膨胀 ， 它不断地扩展 。

但在热启动模型的假设下 ， 冥王星的形成时间将很短 ， 即不到3万年的时间内 。 比尔森说 ， 如果冥王星是快速形成的 ， 那么撞击产生的热量加上物质会使冥王星变暖的速度比能量辐射到太空的速度更快 。 其他研究小组试图解释为什么如此多的柯伊伯带天体(KBOs)拥有卫星 ， 这表明KBOs必须快速形成 。 这两种非常独立的方法都完美地指向了同一个答案 。
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冥王星和卡戎内部的基本模型 。
新视野/ JHU / APL

【冥王星|最新证据显示，冥王星上可能存在过地下海洋】威廉·麦金农(华盛顿大学-圣路易斯分校)说 ， 几乎没有证据能显示压缩 ， 相对来说 ， 扩展的证据却很多 。 利用这一点来证明是否存在过是间接的…但最简单的解释才最有意义 。

麦金农解释说 ， 事实上 ， 形成环境也更倾向于热启动 ， 因为周围有太多的能源(从最初的形成 ， 放射性元素的衰变 ， 和碳形成的影响) ， 真的很难去证明冷启动 。

尽管有证据显示冥王星存在过地下海洋 ， 但这些证据并不像卡西尼号飞船在土星的卫星恩克拉多斯上看到的喷发出的烟羽或伽利略号飞船在木星的卫星欧罗巴上探测到的磁感应证据那样 ， 可以确定冥王星上确实存在过地下海洋 。

如果冥王星的热启动理论是正确的 ， 我们可能在厄里斯、金卫和其他柯伊伯带天体上看到类似的伸展特征 。
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模拟冥王星内部

在LPSC会议上发表的另一项研究报告了在冥王星面向冥王星一侧看到的波纹 。 这些特征与被认为在另一个半球上形成斯普特尼克行星的巨大撞击所产生的冲击波是一致的 。


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