美國航太總署（NASA）的新視界號（New Horizons）太空船目前已經是所有太空任務中離冥王星最近的，它預定將在2015年飛越冥王星期間進行探測，天文學家希望能藉由這番近距離探測，確認冥王星冰凍表層的下方式否有隱藏的液態海洋。
冥王星表面是由氮冰所組成的薄殼層，在其下方則是水冰殼層。美國加州大學聖克魯茲分校的行星科學家Guillaume Robuchon和Francis Nimmo等人計畫探究冥王星冰層下方是否有海洋存在？如果有海洋存在的話，那麼在冥王星表面可能會出現什麼樣的特徵？Robuchon等人利用電腦模擬冥王星的熱能演化模式，看看冥王星表面冰殼會如何隨其下方的海洋而改變。諷刺的是，最容易看出特徵的狀況居然是如果下方沒有海洋存在之時。
搜尋表面特徵
當球形天體自轉時，它們的角動量會使物質向赤道集中，形成凸起。如果冥王星擁有地下海洋。海洋上方的冰層將會流動，進而減低這樣的角動量拉扯所形成的凸起。因此，冥王星維持在自轉速度比較快時所造成的原始比較凸起的外觀，便顯示它缺乏海洋。Nimmo表示：根據他們計算，如果真的維持這種原始凸起外觀的話，那麼它將比冥王星的平均海平面還高10公里左右，以現在的科技而言，可以直接偵測到，當然也可以從新視界號拍攝的冥王星影像直接測量出來。
新視界號於2006年發射，預定將在2015年4月飛掠冥王星，除了測定冥王星的外觀輪廓、表面特徵和組成成分之外，它還將研究冥王星表面溫度、大氣組成、在冥王星附近的太陽風狀況等。由於冥王星距離太陽非常遙遠，且環繞太陽一週長達248年，絕大部分時間都維持在低溫狀態；當溫度稍有改變，就會改變冥王星體積，進而使得表面所受張力或壓力改變。地下有海洋，通常會造成張力增加而使冰被拉扯；若地下是固態的，則通常是受到壓力而被擠縮；這種改變通常是全球性而非局部區域。若冥王星冰殼下有海洋，從冥王星的這些特徵，也可以瞭解冥王星地下是否有海洋。
不過，這只是「理想上」，因為要進入環繞冥王星的軌道相當複雜，因此新視界號只能從旁飛掠冥王星，所以它無法繪製冥王星整個表面的地圖。只能藉由最接近冥王星的前後約3個月左右，盡可能拍攝冥王星的影像，以供科學家分析。當新視界號最接近冥王星時，距離僅有12,500公里，解析度約為每像素相當於62公尺，所以只要是規模大於80公尺的山脈或山谷都可被解析出來；這數字看起來仍很粗造，但已經比哈柏太空望遠鏡所能得的冥王星表面最佳解析度還高10倍以上了。如果新視界號可以拍到如同土衛二的冰泉這樣的特徵，那就可以更容易地確認冥王星有沒有海洋了。
冰質行星上的水
冥王星到太陽的距離，比地球還遠40倍左右，似乎不太可能擁有海洋，即使在冥王星地底亦然。但如果冥王星有來自內部的熱能，便可能加熱水冰使其融化成海。
來自冥王星內部的熱能來源，最可能的就是放射性同位素的衰變。而在所有放射性同位素中，這些研究人員發現鉀同位素是最重要的。若冥王星核心擁有足夠的鉀同位素，就足以融化其上方的冰層。根據Robuchon等人的計算，只需在早期太陽系形成的隕石中所含有的鉀同位素豐度的1/10，就可以達到融化冰層的目的，因此Robuchon等人認為很有希望是因為這種狀況而使得冥王星擁有地下海洋。
形成海洋與否，其中最關鍵的因素就是冰的黏滯性。黏滯性較低、如融雪般泥濘的冰層較容易吸收來自下方水體的熱能，導致海洋凍結。黏滯性較高、比較堅硬結實的冰殼，則不易吸收下方水體熱能，得以使海洋保持原貌。
根據Robuchon等人的模擬，遍及全冥王星的海洋，平均深度將可達165公里，包覆在海洋以外的冰殼，厚度也差不多是165公里左右。
適居區增加
科學家一向認為水是目前已知生物最必須的物質，所以當搜尋恆星周圍的適居區時，著眼的就是恆星周圍的溫度恰好使液態水存在於岩質行星的區域。
在我們太陽系中，適居區約包含金星、地球到火星軌道的範圍，但天文學家已經證明液態水也可以存在於適居區外。例如：木星衛星中的木衛二（歐羅巴，Europa）、木衛三（加尼米德，Ganymede）和木衛四（卡利斯多，Callisto）就可能在其冰殼下方有海洋存在；土星衛星中的土衛六（泰坦，Titan）也出現似有地下海洋的特徵。
根據Nimmo的說法，即使冥王星有海洋也不太可能存在生命，因為生命所需的有機營養素在許多年前就已被過濾掉了。不過，如果像冥王星這樣的矮行星可以擁有地下海洋，那麼在冥王星軌道附近的古柏帶（Kuiper belt）中，很可能有其他類似天體可能不僅有地下海洋而且還有有機營養素，是個適合生物生存的地方；如此一來，太陽系中的「適居區」數量將遠超過科學家原本的猜想，也將改變目前天文生物學尋找外星生命的目標。
資料來源：Pluto’s Hidden Ocean[2011.11.17]
轉載自台北天文館之網路天文館網站
