新視野號發現冥王星表面有霾和流冰

科學家從新視野號（New Horizons）觀測最新資料發現冥王星表面有流冰（flowing ice），還意外發現有層擴散瀰漫的霾（haze）。結合前幾天公佈的奇特化學反應、山脈山脊和遍佈行星表面的霾，再再都顯示冥王星表面地質極其多樣化，讓科學家不禁驚嘆這是個「充滿驚奇的冰世界」。

在新視野號在接近冥王星後約7小時，新視野號上的長程勘測相機（Long Range Reconnaissance Imager，LORRI）回頭捕捉陽光穿透冥王星大氣的影像，發現冥王星外籠罩了一層霾，厚度大概是從表面向上延伸至130公里高之處。初步分析結果顯示：霾主要集中在明顯不同的兩層中，其中一層約在距地表大概80公里高的位置，另一層則在約50公里高之處。

「當我看到這個第一幅古柏帶天體（Kuiper Belt，指海王星軌道以外的小行星帶，含冥王星〉的大氣影像時，我驚訝得下巴都要掉到地上了。」新視野號首席研究員阿倫‧史騰〈Alan Stern〉表示：「這幅影像不僅提醒我們這些太空任務能給我們帶來多少不可思議的發現，還提醒我們這個宇宙還有多少不可思議的美麗境界。」

在這幅影像中偵測到的霾，是製造出冥王星表面複雜碳氫化合物，並使冥王星表面呈現紅色調的關鍵要素。由理論模型顯示：霾的形成，是陽光中的紫外線使冥王星大氣中的甲烷（methane）氣體粒子分解的結果。甲烷是一種簡單型態的碳氫化合物。而甲烷的分解會觸發複雜一點的碳氫化合物氣體的形成，如乙烯 （ethylene）和乙炔（acetylene）等，新視野號在冥王星大氣中已確定發現這兩種碳氫化合物的存在。

當這些碳氫化合物降落至大氣低一點、冷一點的部分時，會凝華成冰粒而形成霾。太陽紫外光會將這些霾轉變成托林（tholin），這是一種沒有一定化學分子式的碳氫化合物分子，顏色偏紅棕等暗色。當它落在冥王星表面時，會使冥王星表面冷卻。由於霾大約是在距冥王星表面約30公里的高處形成，這表示科，學家先前所估算冥王星表面溫度可能稍微偏高了。

除了霾之外，LORRI影像中也提供證據顯示冥王星表面有奇特的「流冰」現象，其成因可能是冥王星近期發生的地質活動。這是科學家們原本抱持期望，卻沒料到真的可以看到的新發現。

影像顯示，在冥王星表面被命名為湯博區（Tombaugh Regio）的心形區塊西半邊，有個約德州大小、被暱稱為史波尼克高原（Sputnik Planum）的地方，科學家發現此處的冰層明顯地有流動過，而且很可能還在持續進行中，如同地球上的冰河。過去只有在地球和火星表面上看過這類地質活動，所以當科學家看到這些的景象，簡直就像中了大獎般的樂不可支。

此外，根據新視野號上的拉夫儀器〈Ralph instrument〉所偵測的化學組成資料，史波尼克高原富含氮、一氧化碳和甲烷冰。在冥王星表面溫度低達攝氏零下230度的溫度 下，這些冰能如同冰河一般流動。而在湯博區最南邊、靠近黑暗赤道區、滿佈坑洞的地層，似乎都已經被這些新形成的沈積冰層侵入。

本影片中模擬了新視野號飛掠史波尼克高原，以及新發現、被暱稱為希拉蕊山（Hillary Montes）的動畫。

新視野號目前位在冥王星軌道外約1220萬公里遠處，持續向外朝古柏帶深處飛去，預計至2016年底都還可以將資料傳送回地球。

本文轉載自網路天文館。

資料來源：NASA’s New Horizons Team Finds Haze, Flowing Ice on Pluto, 2015.07.25, KLC