天文突破！冥王星的地貌景观与地球惊人相似

翻译：天文志愿文章组-协作翻译小分队

联合署名：阿尔法α，春山晓

审核：天文志愿文章组-

排版：零度星系

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自：https://earthsky.org/space/pluto-landscape-more-like-earths-than-previously-thought

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浩瀚宇宙无限宽广 穹苍之美尽收眼底

对《新视野》2015年冥王星飞跃所收集数据的最新分析表明，有类似地球的雪山和甲烷冰制成的冰川的潜力的证据。

当冬季的降临，地球的山峰也被冰雪覆盖，它们看起来似乎与距离太阳32亿英里远的地球山脉景象并无二致。2020年10月13日发表在《自然》杂志上的一篇论文描述了冥王星。该研究的作者提出，冥王星东部Cthulhu地区的Pigafetta和Elcano Montes存在一些雪顶：

与陆地上的高山景观惊人的相似。

以上发现的数据都由远程侦察成像仪和多光谱可见成像相机在2015年收集，而这些设备都在NASA的New Horizons航天器上。

Tanguy Bertrand是美国宇航局Ames Research Center的博士后研究员，也是这项研究的带头人，他解释了研究团队如何得出冥王星与地球相似的结论:

我们分析了从表面获取的光谱，通过实验室的模型拟合这些光谱，从而了解表面的成分。

这并不是第一次从“新视野”号的数据中发现冥王星表面的冰质。2017年，GlacierHub报道了在冥王星的Tartarus Dorsa区域发现了冰碛星(penitentes)，冰碛星是由冻结的甲烷和氮组成的锯齿状尖顶。然而，这一新发现是迄今为止我们所获得的最完整的地貌图像，

它与地球地貌如此相似。

虽然Pigafetta和Elcano Montes的冰山峰看上去与地球的雪山相似，而在冥王星上形成冰的过程与在地球上形成冰的过程截然相反。

随着时间的流逝，积雪形成了地球上的冰川和冰原。海拔越高，地球温度越低，因此高耸的山峰保持寒冷，积雪成冰。而在冥王星上，大气层稀薄，表面始终保持寒冷，当太阳温暖它稀薄的大气层时，温度反而会随着海拔的升高而升高。

冥王星上的冰不是由水形成的，而是由冻结的甲烷(有时是氮气)气体行成的。冥王星不具备地球上的天气条件，所以它既不下雪也不刮风。冥王星的冰不是来自雪，而是由甲烷霜形成的，甲烷霜是水蒸气直接凝结而成的。

这是来自2015年来自新视野飞越的图像，以及Pigafetta Montes的放大图像。右侧的彩色部分表示发现甲烷冰的区域。图片来自NASA Ames研究中心。

在温暖、高海拔区域，冥王星的大气含有更多的气态甲烷。这使气体直接饱和并冻结在足够高的山顶，从而形成富含甲烷的区域。

当甲烷霜在冥王星的高峰上积聚时，很可能会积聚成厚实的冰，就像地球上的积雪一样。但在地球上，冰是会融化的，而在冥王星，唯一能分解冰的因素是升华，即一种物质（在这种情况下是甲烷）直接从固态变为气态的过程。目前尚不清楚冥王星山冰的确切厚度，但很可能累计的冰比升华的冰多。

冥王星上可能有厚厚的甲烷冰层，但是它们能像地球上冰川那样移动吗？在重力作用下，地球上的冰川会被触发滑动从而形成冰川。冥王星上的厚冰要符合冰川的标准，就需要发生相同的下坡运动。一定质量的冰才能触发下坡运动，而冥王星的条件极有可能使这一积累过程变得缓慢。

尽管目前尚不清楚Pigafetta和Elcano Montes区域甲烷冰的当前厚度，但行星科学研究所的资深科学家Jeffery Kargel估计，在冥王星的低引力作用下（这仅是地球引力的6％），冰需要 大约100米（330英尺）厚度才能被触发下坡流动。

在冥王星上，累积的冰层长时间覆盖在星球表面。卡格尔报告冰川中心，冥王星年可能会增加5毫米的甲烷冰，要形成100米厚的甲烷冰川，大约需要20000冥王星年（接近500万地球年）的时间。与之相反，在地球上短短100年的时间里就可以积累起足够形成冰川的降雪量。

艺术家绘制的火星冰川图

图片来自美国宇航局喷气推进实验室

尽管在冥王星上形成冰川需要很多年的时间，但是伯特兰和卡格尔都认为，这颗矮行星上可能确实存在冰川。卡格尔表示，在宇宙和我们所处的太阳系中，以某种化学形式发生的冰川作用可能并不罕见。冰川作用会使大量由大气输送而来的冰碛物，在重力作用下流动。

如果冥王星存在冰川的话，这将不是第一例被发现的外星冰川：美国宇航局早在10多年前就发现了火星上存在冰川的证据。火星离地球更近，人们对它的地表外貌和地理位置了解得更多，火星在地球人的想象中一直占有一席之地，“红色星球”和火星人的故事多年来一直是流行文化的一部分。

此外，皮加菲塔和埃尔卡诺·蒙特斯在关于冥王星的研究发现中提出了一个新观点：距地球遥远的系外行星可能仍与我们的母星有一些相似的特征。

冥王星，处在离太阳系的最远的位置，在”新地平线号“任务之前，人们对冥王星的表面知之甚少。随着新地平线号传回的冥王星的山脉图像，让人联想到落基山脉或喜马拉雅山脉。至此，飞船新视野号已经飞行了 9.5 年，然而，冥王星的对地距离远不止于此。

最后，新地平线号在2015年飞跃冥王星时收集到的数据分析表明，冥王星上由甲烷冰构成的'雪山’，与地球上阿尔卑斯山的陆地景观极为相似。

作者：EarthSky Voices

FY：Astronomical volunteer team

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