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冥王星上存有海洋?

2019-5-21@艾米 0 评论

太阳系可能比我们之前想象的更潮湿 – 甚至在柯伊伯带的冰冷地区也是如此。在那里,矮行星冥王星可能在氮冰壳下藏有液态海洋。

人们认为,在冥王星上维持液态海洋所需的温度太高,厚厚的冰无法保持不融化,但是日本天文学家发现了一种新的可能性:冰层下方和液体上方的一层气体,将两者相互隔离,并允许它们共存。

这可能有助于解决 新视野探测器以Sputnik Planitia(人造卫星平面)形式探测到的引力异常,其赤道位置和低地形,表明下面有一个液态海洋。

Sputnik Planitia下面的液态海洋也可以解释星球上的构造特征。然而,根据冥王星的年龄和位置,科学家们预计所有的液体都应该冻结为固体。

研究员道“为了维持海洋,冥王星需要保持内部的热量。另一方面,为了保持其厚度的巨大变化,冥王星的冰壳需要是冷得。我们在这里表明……在冰壳底部存在薄层笼状水合物(天然气水合物)可以解释海洋的长期存在和壳厚度反差的维持。”

冥王星上存有海洋?

该团队假设天然气水合物层(一种固体的冰状水),其中的气体被困在由其分子组成的晶格中,也被称为包合物,是造成这种情况的原因。但显然我们不能立即去冥王星检查一下,所以他们依靠计算机模拟。

从46亿年前的太阳系时代开始,研究人员模拟了冥王星的演变,冥王星在覆盖Planitia的冰壳和下面的海洋之间有和没有天然气水合物层的情况。

他们模拟了这颗矮行星的热演化过程,并计算了地下海洋冻结和形成均匀厚厚的冰壳需要多长时间。他们发现,没有天然气水合物层,海洋,正如预期的那样:将在大约8亿年前完全冻结。此时,地球的第一批动物开始出现。

但在包含天然气水合物的模拟中并非如此。它表明,当被一层气体隔绝时,海洋几乎没有冻结。如果均匀厚厚的冰层在没有天然气水合物层的情况下仅需要大约1亿年的时间就可以冻结,加上这样的一层时间就增加到了10亿年以上。笼状水合物起到隔热的作用,防止海洋完全冻结,同时保持冰壳冷冻。

尽管覆盖在人造卫星平面上的冰大部分是氮气冰,但最有可能的气体包合物是来自冥王星岩石核心的甲烷,这使得这个隔热层成为了地球上我们所知的“可燃冰”的巨大储备。最初在核心中包含和/或后期产生的氮分子可能不会被包裹在笼形水合物中,而是提供富氮表面和大气。

模拟不仅支持新视野探测器的观测以及冥王星上液态海洋的可能性。它还展示了一种方式,即即使在最冷的行星和平面上也能存在液态海洋。宇宙可能比我们想象的要潮湿得多。

本文源自 sciencealert ,由米粮仓 艾米 基于创作共用协议(CC BY-NC)发布。

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