冥王星「愛心」吹出的風形塑了地表

作者 | 發布日期 2020 年 02 月 10 日 8:45 | 分類 天文 follow us in feedly


湯博區(Tombaugh Regio)是冥王星地表著名的心形結構,NASA 新視野號任務於 2015 年拍到這顆矮行星後成名。新研究表明湯博區控制著大氣循環,冥王星的稀薄大氣層主成分是氮,以及少量一氧化碳和甲烷,冷凍的氮氣覆蓋在冥王星地表並呈現心形。

白天薄薄的氮冰變暖蒸發成氣體,晚上氣體凝結再次結冰,如同心跳在冥王星周圍泵送氮氣。最近發表於《Journal of Geophysical》期刊的研究表明,這現象推動冥王星大氣層沿自轉的反方向吹拂(retro-rotation),當氣流接近地面時,會傳遞熱量、冰粒和霾顆粒,並在北部和西北部地區形成深色條紋和平原。論文作者表示,冥王星即使大氣密度很低,大氣與風也會影響地表樣貌。

冥王星地表大部分氮冰位於湯博區,左心部分是 1,000 公里寬的冰蓋,位於 3 公里深、名為史波尼克高原(Sputnik Planitia)的盆地,該地區因地勢低所以擁有大部分氮冰。右心部分則由延伸到盆地的高地和富含氮的冰川組成。研究團隊從新視野號飛越時取得觀測數據,後使用天氣預報模型模擬氮循環,評估風如何吹過地表,發現冥王星一年(248 地球年)的大部分時間裡,地表 4 公里以上吹西風,在湯博區的氮於北部蒸發並於南部變成冰時觸發。

研究人員還發現史波尼克高原的高懸崖會將冷空氣困在盆地內部,使氣流流經西部地區時更強。來自湯博區的風能解釋為什麼史波尼克高原的西部擁有深色平原和風條紋,因風可傳遞熱量使表面變暖,使冰更快昇華,並降低反射率,此外風也會傳遞和沉積深色顆粒,使地表條紋顏色變深。如果冥王星的風向不同,地表的景觀可能就完全不一樣了。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:NASA

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