美國太空總署的新視野號太空探測器花了近十年的時間才穿越了太陽系2015年歷史性的飛越冥王星– 當它到達那裡時，它發現了高達 500 公尺的令人驚嘆的冰塔。
這是第一次在地球以外的太陽系任何地方發現這種現象，現在，對這些山脊的新分析確定了導致它們形成的大氣過程。
您可以在上圖中看到的獨特的刀片狀地形構成了冥王星的一部分韃靼背新視野號於 2015 年 7 月飛越該地區。
影像中的脊被稱為懺悔者可以在地球的高海拔地區找到它們，它們呈塔狀或葉片狀，由硬化的雪或冰組成，所有這些都與太陽的大致方向成一定角度。
這些形態因懺悔的行為而得名——因為它們的外觀類似於一群跪著懺悔的人——現在，多虧了加拿大約克大學工程師約翰·摩爾斯領導的研究，我們得到了它們的第一個證據發生在地球以外的地方。
智利阿塔卡馬沙漠的懺悔者。 圖片來源：ESO/B。 塔弗萊希
當美國太空總署第一次分析從新視野號接收到的塔圖像時，很明顯研究人員不太清楚如何理解這些形狀，打電話給他們「複雜但令人費解的藍灰色脊線和其間的紅色物質的圖案」。
當你想到冥王星的冰脊是高達500 公尺的巨大塔時，這種不熟悉的感覺就不足為奇了——這使得它們比地球上的冰脊高數百倍，而地球上的冰脊通常只垂直延伸約一公尺（儘管異常值可達 5 米或 16 英尺）。
但是，當摩爾斯和他的團隊對冥王星的大氣條件進行電腦建模時，模擬再現了新視野號記錄的懺悔塔——這可以幫助我們理解為什麼我們沒有觀察到這些塔在太陽係其他地方形成。
“將塔爾塔羅斯背脊識別為懺悔者表明，大氣的存在對於懺悔者的形成是必要的，這可以解釋為什麼以前沒有在其他無空氣的冰衛星或矮行星上看到它們，”摩爾斯說。
“但是環境中的奇異差異導致了規模截然不同的特徵。”
就冥王星而言，其溫度比地球低得多，大氣層也稀薄得多，但同樣的物理原理也適用。
Penitentes是由侵蝕形成的，冰在非常寒冷的條件下昇華，直接變成水蒸氣，而不是融化成液體。
NASA/JHUAPL/SwRI
冥王星上的懺悔層是由甲烷和氮氣而不是水組成的，但儘管它們的規模很大，但它的昇華過程與地球上的相同。
“這個巨大的尺寸是由解釋地球上這些特徵形成的同一理論預測的，”摩爾斯說。
「事實上，我們能夠匹配山脊的大小和間距、方向以及它們的年齡：這三個證據支持我們將這些山脊識別為懺悔者。”
科學家先前推測懺悔者可能存在於木星的衛星，歐羅巴，但這是這種現象第一次在太陽係其他地方得到證實。
現在我們知道它正在冥王星上發生，研究人員表示他們的建模技術可以幫助我們確定它可能也在哪些其他世界上發生——無論是近的還是遠的。
“對我們的懺悔者陸地模型的測試表明，我們可能會在太陽系的其他地方發現這些特徵，”摩爾斯說，“以及其他條件合適的太陽系。”
研究結果報告於自然。
