当新视野号于 2015 年接近冥王星时,它给了我们一些奇妙的东西:我们所见过的关于这颗遥远的微小矮行星的最清晰的视野。
在清晰的图像中,迷人的地形被揭示出来——包括冥王星赤道周围的一大片红色:在一个非常冰冷的物体上有一个非冰冷的景观。
分析表明,微红色平原是由称为托林斯是当紫外线或宇宙辐射烹煮含碳化合物(例如甲烷或二氧化碳)时在大气中形成的有机化合物,然后这些化合物会像雨点一样落到地表上。
现在,新的研究表明我们并不了解整个故事。
由荷兰代尔夫特理工大学航空航天工程师 Marie Fayolle 领导的研究小组在实验室中制造了托林,将其反射光的方式与冥王星的观测结果进行比较,结果发现光谱特征并不完全匹配。
索林斯并不是对冥王星红色斑块(克苏鲁黄斑是最大的)的唯一可用解释,但它似乎确实是最合适的解释。 新视野号在这颗矮行星的大气层中检测到了一层薄雾,其中包括甲烷、氮气和二氧化碳。
当受到辐射时,这些化合物会变成黄褐色并掉落到表面,将其染成泥红色。 托林斯是常见于外太阳系,特别是在冰冷的物体上,所以这才有意义,对吧?
为了对其进行测试,法约拉和她的团队决定在实验室中制造索林。 他们提取了氮气、甲烷和二氧化碳,并将它们按照与冥王星大气中类似的比例混合,其中一种的甲烷含量为 1%,另一种的甲烷含量为 5%。 然后,他们用等离子体喷射它们以模拟太空中的辐射。
这产生了合成的托林,这是亚毫米大小的球形颗粒样本,研究人员可以用光照射它,以将反射与新视野号探测到的冥王星反射的光进行比较。
1% 的甲烷与新视野号的数据更匹配,但即使它也不能完全再现观测数据。
“从重建的反射光谱和与新视野号数据的直接比较来看,其中一些托林在近红外区域相当好地再现了光度水平(即反射连续谱),”研究人员在论文中写道。
“尽管如此,红色可见斜率的不匹配仍然存在,并且新视野号仪器收集的光谱中不存在模拟光谱中存在的索林吸收带。”
换句话说,合成的托林比克苏鲁黄斑吸收了更多的光。 这并不意味着索林对冥王星表面的红色污点不负有责任,但这确实意味着可能有其他因素在起作用。
一种假设是银河宇宙射线的照射,这可能会使托林变暗并改变它们吸收和反射光的方式。 这可能无法完全产生观察到的光谱,但需要进一步调查才能排除这种可能性。
另一种可能性是,冥王星这些区域的表面比预期的更加多孔,这可能是由于冰的升华造成的。 预计这些平原不会有太多氮冰,因为它们位于赤道,矮行星的温度更高。 研究人员表示,新视野号也没有检测到太多甲烷冰,但季节性甲烷霜可能发生在与新视野号访问不同的季节。
第三种可能性是,由于冥王星的引力较弱,索林的沉积是温和的,产生了蓬松、多孔的地壳。
研究人员表示,未来使用合成托林进行的实验可能有助于确定这些模型的有效性。 反过来,这可以帮助我们更好地理解冥王星与其大气层的相互作用。
该论文已发表于伊卡洛斯。
H T:新科学家