在太阳系的遥远一端,远离太阳的温暖和光明,一个真正独特的世界漂浮在外星的黑暗中。
新的研究发现,冥王星拥有由冰火山雕刻而成的景观,其类型和规模在太阳系其他地方都没有见过。在斯普特尼克平原的西南部,冥王星地表以下喷发了大量的雪泥,冰山高达 7 公里(4.3 英里)。
“撞击坑很少的区域之一主要是带有丘状侧面的巨大隆起。在成像的太阳系其他任何地方都不存在类似的特征,”一组研究人员写道由西南研究所的行星科学家凯尔西·辛格领导。
“这些巨大特征的存在表明,冥王星的内部结构和演化可以增强热量的保留,或者总体上比新视野号之前预期的热量更多。”
顾名思义,冰火山喷发的不是炽热的熔岩,而是氨和甲烷等挥发性化合物的泥浆。一旦它们进入地面寒冷的大气条件,它们就会冻结并形成地表纪念碑,就像熔岩可以形成火山山脉和破火山口一样,只是……嗯,更冷。
2015 年,当新视野号探测器史诗般地飞越了我们太阳系的第九颗行星时,在冥王星上首次发现了冰火山的迹象,即所谓的低温火山作用。
科学家们以前从未获得过关于柯伊伯带已知最大居民的如此丰富的数据。而且,在距离人造卫星平原心形平原不远的地方,有一些非常有趣的特征。
其中,赖特·蒙斯和皮卡德蒙斯是初步确定作为冰火山,大型土丘的中心似乎有深洞,与太阳系其他地方的火山特征非常相似。
稍后分析辛格和他的同事透露,由于明暗界线(区分黑夜和白天的线)处的倾斜照明,地形的海拔可能看起来比实际情况更明显,这让问题有点混乱。
冥王星冰火山地形的透视图。 (NASA/JHU APL/SwRI/Isaac Herrera/Kelsi Singer)
现在,辛格和她的团队进行了深入分析,发现该地形仍然可能是由低温火山作用雕刻而成的。它看起来与太阳系中其他此类地形不同的原因是其过程和环境不同。 “冥王星独有”,他们写了。
而且,这在矮行星的历史上一定是最近发生的。这是因为赖特蒙斯的一侧只有一个陨石坑,这表明它还没有足够的时间在多次撞击中变得坑坑洼洼和伤痕累累。
在整个太阳系的多个世界上都发现了冰火山的特征,包括矮行星谷神星,的月亮泰坦,的月亮欧罗巴,甚至冥王星的卫星卡戎。但冰火山作用很难明确识别,因为存在当前没有进程在具有相同性质的地球上,我们可以将其进行比较。
冥王星上的冰火山地形,过去可能的活动用蓝色标记。 ((NASA/JHU APL/SwRI/Isaac Herrera/Kelsi Singer)
辛格和团队发现,在人造卫星平原边缘的冰火山景观中,许多这样的土丘激增。形成这样的地形需要多个喷发地点和大量喷发物质——大约 10,000 立方公里,相当于 40 亿个奥林匹克游泳池的价值。仅赖特蒙斯火山的体积就可以与夏威夷的莫纳罗亚火山口相媲美。
目前尚不清楚冥王星深处到底是什么过程可能产生了如此规模的冰火山活动。地形下方可能存在一个深层的裂缝网络,该网络后来被渗出和硬化的冰岩浆所覆盖。
这项新发现表明,虽然冥王星处于冰冻状态,但它可能还远未达到死亡和惰性状态。事实上,这颗遥远的微小矮行星可能有很多关于低温火山的知识可以教给我们。
“在太阳系中发现的冰火山特征范围是多种多样的。由于冥王星存在不同的条件和表面材料,很可能表面上的任何物质运动都可能与其他天体的运动不同。”该团队写道。
“冰物质挤压到冥王星表面的温度极低、气压低、重力低,并且冥王星表面发现了丰富的挥发性冰,这使得它在太阳系中被访问过的地方中是独一无二的。”
该研究发表于自然通讯。