冥王星大气中检测出一氧化碳 含量或远超预期

2011-4-21 10:28 来源: 新浪
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这是一幅艺术想象图,在冥王星表面可能看到的情景。在其地表可以看到一层凝结的白色固态甲烷。左侧的星球是冥王星最大的卫星查龙,而右侧天空中的亮点则是远处的太阳。

  北京时间4月21日消息,据美国太空网报道,在一项持续进行了超过20年的研究中,科学家们发现冥王星的大气向外延伸的高度要远远超过人们之前的预计。并且在其大气中科学家们已经检测出了有毒的一氧化碳气体。

  借助位于夏威夷的15米口径詹姆斯·克拉克·麦克斯韦尔望远镜(James Clerk Maxwell Telescope),来自英国圣安德鲁斯大学的珍妮·格里维斯(Jane Greaves)教授领导的一个天文学家小组在冥王星的大气中检测出强烈的一氧化碳信号。

  另外,之前的主流观点认为冥王星的大气层向外延伸距离地表约100公里左右,但根据此次最新的测量数据显示,其大气层的延伸距离达到了约3000公里,差不多是到其最大的卫星“查龙”距离的四分之一。

  格里维斯教授将在4月20日在威尔士召开的英国皇家天文学会全国天文会议上宣布自己的发现。冥王星发现于1930年,之后它被归为太阳系的第九大行星,也是其中最小,距离太阳最远的行星。但在2006年召开的国际天文学会议上,冥王星被正式降格为“矮行星”,从而使它成了和一群在海王星轨道外侧游荡的小天体平级的天体。

  冥王星是目前已知唯一一颗确认拥有大气层的矮行星。

冥王星大气层的性质

  在这项研究中,科学家们发现冥王星的大气温度极低,约为零下220摄氏度。而另一个让研究人员意外的结果是,冥王星的探测信号强度比2000年人们利用西班牙IRAM-30米射电望远镜进行的观测结果制定的上限值还要高出两倍以上。

  格里维斯说:“当我们将多日来的数据叠加,看着信号逐渐增强,这真是让人惊喜。在过去10年间,冥王星的亮度增加是十分显著的。因此我们猜测冥王星的大气层可能出现了膨胀,或者其中的一氧化碳浓度有所上升。”

  研究人员在此之前已经在冥王星大气中观测到涨落现象,但只是其底层大气。这一部分大气主要由甲烷气体构成。

  冥王星大气层的形成可能是由于太阳光照导致其地表升温的结果。1989年,冥王星经过近日点,这对于冥王星而言属于“刚刚发生”的事件,因为它上面的一年相当于地球上的248年。

  但由于冥王星脆弱的引力场,其大气层可能是我们太阳系中最不堪一击的类型。其高层大气中的粒子不断的逃逸进入太空之中。

  同样来自圣安德鲁斯大学的科学小组成员克里斯蒂·海琳(Christiane Helling)表示:“我们观测到的一氧化碳高度位置,和目前采用的太阳风驱散冥王星高层大气的理论模型吻合得相当好。”

冥王星上的季节变化

  在冥王星大气中,一氧化碳充当着冷却剂,而甲烷则吸收阳光,从而加热大气。冥王星大气主要成分是氮气,而一氧化碳和甲烷虽然含量较小,但这两者之间维持着微妙的平衡。这对于冥王星上长达70年的冬季具有特殊的意义。

  此次新检测到的一氧化碳信号可以在减慢冥王星的大气散失方面起到关键性的作用。但研究人员同时也指出,如果降温实在厉害,冥王星空气中的氮气会凝结形成降雪,整个冥王星大气层都将凝结,落到地面。

  冥王星大气的这种独特模式也将有助于科学家们更好地理解地球的大气层行为模式。格里维斯说:“目睹另一颗遥远星球上发生的气候变化现象令人惊奇,这样成分单纯,驱动模式简单的低温大气为我们了解一些基本物理学现象提供了天然的实验室,并且通过对比,帮助我们更好地理解我们地球的大气层。”