行走于太阳系边缘，两年一度的春日卡戎红色极冠现已有定论

发布时间：2023-10-23 12:35:08 所属栏目：外闻来源：

导读：这是冥王星较大的卫星，卡戎。自2015年新视野号飞掠冥王星模式以来，它的红冰盖一直烦恼着科学家们。身处外太阳系的极寒之下，为什么一个冰封世界的极光会是红色的？现在，科学家们认为他们已经找到了答案。

卡戎

这是冥王星较大的卫星，卡戎。自2015年新视野号飞掠冥王星模式以来，它的红冰盖一直烦恼着科学家们。身处外太阳系的极寒之下，为什么一个冰封世界的极光会是红色的？现在，科学家们认为他们已经找到了答案。

卡戎是冥王星的五个卫星之中最大的一个。2015年，NASA的新视野号太空探测器飞越冥王星，第一次近距离观测到了这个神秘的世界。这颗卫星具有环形山和深邃的峡谷，还有一座看起来像是坐在船里的古怪的孤立山峰。除此之外，卡戎还有另一个奇怪的特征：一顶巨大的红色“帽子”，坐落于它的北极。它像极了极地的冰冠，只是它是红色的。2022年6月22日，来自德克萨斯州圣安东尼奥市西南研究院 (SwRI) 的科学家们宣称他们已经知道它的形成过程。

在他们的解释中，卡戎稀薄大气层中随季节变化的“大气涌流”与紫外辐射和甲烷一同塑造出了这些独特的红色印记。研究人员们在两篇论文中披露了更多关于它们发现的细节。

所以，是什么造就了它？来自新视野号的数据表明它大概率由泛红的拖林组成。托林是一种具有粘性的有机沉淀物，源于光线催化下的化学反应。根据理论，科学家们认为它是甲烷分子在太阳紫外射线下分解的产物。这些分子源于冥王星，最终在卡戎的北极表面上结冰。对于卡戎而言，星际氢分子散射出的莱曼阿尔法波段紫外线提供了所需的光照条件。

形成极冠的另一个关键因素是卡戎的大气层。尽管极端的稀薄，它依然经历着季节的更替。发表于《地球物理研究通讯》的论文描述道：卡戎的外层大气也许显示出了极端的季节性活动，在它靠近昼夜平分点时，持续数个世纪的寂静不时地被短命的涌流（大约持续四个地球年）所打破——当每两年一度的春天降临，日出使冰冻的甲烷脱离极地的永夜区。在漫长的冬夜里，托林冰封在卡戎的表面上。

尤基瓦尔·兰特，发布于《科学进展》的论文的第一作者说道：我们的发现指出了卡戎单薄大气层之中激烈的季节性涌流，与此同时，光线分解沉积的甲烷冰霜的过程是找到卡戎红色极地冰盖源头的关键。这是迄今为止人们在天体上观测到，最为明显、最具说明性的地表-大气间互动的例子之一。

然而事实上，他们已经发现了一定量的甲烷在卡戎北极被热量转化为某种类似于托林的沉淀物的生态系统的证据。兰特解释说：“我们团队新颖的’动态光分解’实验为星际间莱曼-阿尔法辐射对卡戎星上红色物质的合成所作的贡献设下了新的极限。在我们的实验中，甲烷沉淀在一个高度真空的反应室内，暴露在莱曼-阿尔法光子的轰击之下，以此高度还原卡戎极地的环境。“

在另一个模型里，研究人员模拟了这颗卫星单薄的甲烷大气层。他们从中发现了季节性的涌流。本·提奥里斯，发布于《地球物理研究通讯》的论文的第一作者说道：“这个模型指向了卡戎大气中’爆炸性的’季节脉动，源于冥王星系统环绕太阳的漫长旅程中，环境状况的剧烈转变。”

当卡戎北极的甲烷沉积物被分解，作为副产物，它们会释放出乙烷。乙烷本身是无色的，然而科学家们表示，在卡戎星上，来自太阳风的电离辐射会把它变成红色的。与此同时，乙烷保持冻结的时间长于甲烷。

兰特说道：“我们认为来自太阳风的电离辐射会分解那些经受了莱曼-阿尔法辐射的极地冰霜，合成了更加复杂也更红的物质，由此造就了这颗神秘卫星上奇特的反射率。乙烷比甲烷更不容易汽化，春季日出后的很长一段时间里，它们依然被冰封在卡戎的地面上。暴露在太阳风之下，也许会使乙烷转化为持久的红色地表沉积物，构成卡戎的红色冰盖“

来自于《地球物理研究通讯》的论文：

乙烷，甲烷在这些光照状况下反应的初级产物，也许不像甲烷那样。它们也许会在极地的太阳升起、暴露于太阳风后，保持数十年的冰封状态。极地乙烷在太阳风下的分解反应会合成更高阶的耐火材料，它们或许会为卡戎北极地区的着色做出贡献。

现在看来，科学家们几乎已经解开了卡戎明亮极冠的奥秘。然而，那座陷在护城河般的洼地里的山峰依然需要更多的解释。研究人员认为，卡戎明亮极冠可能是一种独特的物质，它的形成可能与地球磁场有关。

（编辑：聊城站长网）

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