冥王星那顆「愛心」背後到底藏著什麼？

那裡真的會有一個地下海洋嗎？

維基共享資源

史波尼克冰原位於冥王星「湯博區」的中央。研究顯示這片區域的質量可能非常大，大到使這個盆地移到了冥王星和冥衛一——卡戎的引力中軸線上。它的下方，很可能存在著一片足以使這顆矮行星發生翻轉的巨大海洋。

行星（包括矮行星）級天體系統的布局總是傾向於使能量保持守恆，因此假如天體的某一部分質量偏大，那麼這一部分通常會趨向於沿著潮汐力的中軸線分布在赤道附近。假如天體的一部分特別輕，比如某處有一個特別大的隕坑，那麼這一部分會趨向於沿著它的自轉軸分布在極地。

冥王星表面布滿了「再適應」的痕迹。天體軸線的偏轉，會使其所有表面受到潮汐應力變化的影響。岩層或冰層會在拉伸、擠壓的過程中破裂，出現標誌性的斷層。我們可以在新視野探測器拍攝的冥王星照片中看到許多這樣的斷層。

岩層的破裂也表明，在冥王星發展史上的某一時期，在其地表下方，可能存在過一個海洋。這個海洋不一定是液態的，但至少也是半流動性的（就像地幔）。冥王星地表的許多斷層，可能是這個地下海洋在凍結的過程中，因為體積變大而導致的。這種情況不難理解，在地球上，石縫裡的水如果結冰，石縫就會因為冰的體積相對於液態水發生了膨脹而變得更大。

而這樣一個地下海洋的存在，反過來又可以解釋冥王星的自轉軸傾角為什麼會這麼大（和公轉平面的夾角接近120度）。

乍看之下，我們會下意識地認為史波尼克冰原很輕。因為儘管填滿了氮冰，但它仍是冥王星表面的一個大洞。如果真是這樣，那麼它帶來的失衡會導致它沿著自轉軸逐漸靠近冥王星的極地。然而事實情況並不是這樣。史波尼克冰原和冥王星的潮汐力中軸線距離只有400公里，非常接近冥王星的赤道。因此有科學家認為，這個盆地雖然表面上看起來是一個窪地，但實際上卻為冥王星提供了額外的質量。

從事研究的科學家為了能夠更好地理解這種翻轉發生的過程，在計算機里建立了一個冥王星模型。結果發現，一個擁有富硅內核、液態水幔和由富水外殼組成的冥王星，其史波尼克冰原沿著其潮汐軸分布的可能性高達95%，也就是說，只是因為碰巧才變成現在這樣的可能性只有5%。

史波尼克冰原的最初形成地點不是完全隨機的。能夠使其偏轉到現在這個位置的唯一起始點在它北半球背對冥衛一的地方。這是因為讓一個行星級天體，即便它是一顆較小的矮行星軸線發生偏轉，也需要一定的能量，因此到目前為止，它可能只發生過一次這樣的偏轉。

科學家還發現，史波尼克冰原不可能只是一個失去了部分質量的洞。如果是這樣，那麼它就會逐漸跑到北極附近，而不會呆在赤道旁邊。

史波尼克冰原中積累了大量的氮冰，其厚度也許可以達到3至10公里。但即便如此，它們也不足以彌補盆地失去的質量。經計算，科學家發現如果要完全補上盆地失去的質量，所需氮冰的厚度可能會超過40公里。因此在這個冰原的下方，肯定存在著什麼別的東西。而據科學家推測，最大的可能是冥王星存在一個地下海洋，且這個海洋在小行星的撞擊過程中發生過上涌。

NASA

許多科學家認為，史波尼克冰原是個隕石坑。如果是這樣，那麼撞擊的後果可能會讓它的質量比看上去更大。

撞擊能夠帶出史波尼克冰原底部數十公里厚的冰，與此同時，撞擊也會使底部岩層變脆弱，進而使岩層下方的海洋——如果它確實存在的話——向上涌，靠近地表。

這種情形很常見。在月球的隕坑形成過程中，撞擊導致的高密度地幔物質抬升，和隨後月殼熔岩的冷卻固化，會導致此處重力異常偏大。而在冥王星這個案例上，「高密度的地幔物質」可能就是液態水，而聚集在盆地中的氮冰扮演了熔岩的角色。

根據模型，史波尼克冰原只需積累大約7公里厚的氮冰，就能為冥王星的偏轉提供足夠大的質量。而這正是之前對冰層厚度估計的中間值。假如冰原今天仍然存在著重力的異常偏大，那麼薄殼下的一個地下海洋，可以為此提供一個切實可行的解釋。

科學家也並沒有排除其它可能，但它們大部分不符合觀測結果和當前模型。比如史波尼克冰原下也有可能存在著固態冰，但如果是這樣就無法解釋新視野在冥王星表面看到的各種斷層。

冥王星表面，液態物質凝固的痕迹。NASA

假如冥王星底下真的有一個海洋，那麼它看起來會是什麼樣子的？科學家到目前為止還不清楚。不過根據推測，它很有可能是一種半流體，混合著一部分水冰，而不是純粹的液態水。這個神秘的海洋中的水也不可能是純水，而是可能混有氨甚至是乙醇（酒精）。這個海洋也有可能在很久以前就已經完全凝固。不過科學家認為它保持液態的可能性還是有的，否則史波尼克冰原今天就不會維持在這個位置。

諸多疑問仍需解答。但這種可能性的出現表明，冥王星比我們之前認為的要有活力得多。柯伊伯帶天體存在著許多體積、密度和冥王星相仿的天體，在它們身上，地下海洋或許並不罕見。

據說，加關注是要督促的那就動動你的手指，識別下面的二維碼吧

TAG:星空天文網 |

※冥王星那顆「愛心」背後到底有什麼？
※為什麼「愛心刷屏」的背後總有「騙捐質疑」？
※一隻穿了愛心游泳褲的喵星人？可愛斑紋也太治癒了
※天氣太熱小汪抱冰可樂睡著了！這9隻可愛到變娃的汪讓人狂噴愛心
※紅棗壓枝繁，誰有白玉盤？讓我們奉獻一份愛心吧
※「手指愛心」是啥？　趙薇呆萌偷瞄范冰冰還是做錯啦
※這麼可愛的愛心喵星人，好想養一隻呀
※一隻穿了愛心游泳褲的喵星人，你被治癒了嗎？
※真的喜歡上了山治，看看那小臉見到山治冒愛心都能開心的吐白沫
※想不到，渾濁的河水裡竟然藏著那麼多的「貓膩」！看著這些東西，感覺好多人的愛心被「傷害」了！
※鹿晗愛心劉海，收到這顆「甜蜜暴擊」的小愛心了嗎
※性愛心理學：為什麼啪啪啪過後還想要？
※肯豆穿這件愛心皮草，看得我心都砰砰直跳！
※毛岸英犧牲在朝鮮後，為啥妻子三年後才知道實情？背後愛心滿滿！
※張天愛想喝雞湯，問你們有嗎？網友回復：豬肉要嗎？這樣的回應，天愛心情如何
※陳妍希兒子小星星滿月了！圓滾滾腳丫「比愛心」萌翻啦
※來看看你家鹿哥的愛心劉海，你們的小心臟受到暴擊了嗎？
※手慢無！寶山哥哥的愛心香包火到爆！
※這兩天刷爆朋友圈的愛心瓜子，你吃了么？