冥王星巨大心形区域下可能存在“粘稠”海洋

新浪科技讯 北京时间11月22日消息，据国外媒体报道，科学家们认为，在冥王星表面最显眼的特征，也就是那个巨大的心形区域地下可能存在一个“粘稠”的液态水海洋。这或许可以解释为何冥王星表面的这个被称作“斯普特尼克平原”(Sputnik Planitia)的部分区域会与冥王星最大的卫星——冥卫一卡戎保持一直线的面对面状态。

冥王星地表冰层下方的粘稠海洋可以作为一个具有大质量的不规则地体，导致冥王星地表重力分布不均，于是斯普特尼克平原总是对准它最大的卫星。

相关研究的开展是基于美国宇航局“新视野”号探测器获取的数据进行的。这艘飞船是迄今人类近距离探测冥王星的唯一一艘飞船，它在2015年7月份从冥王星附近飞过，现在正朝着柯伊伯带继续飞行，那是一个位于海王星轨道外侧，分布有大量冰冻小天体的黑暗区域。斯普特尼克平原是冥王星表面心形区域偏左侧的一个近圆形区域，其几乎直接面朝冥卫一卡戎。除此之外，冥王星和卡戎还处于潮汐锁定状态，也就是说这两颗星球永远互相以同一面面朝对方。

近期发表在《自然》杂志上的两篇论文其中一篇的合作者之一，美国亚利桑那大学的詹姆斯·凯恩(James Keane)表示：“如果你画一条线，从冥卫一的核心一直连到冥王星，那这条线几乎会从斯普特尼克平原的正中间穿过。我们把这条轴线称作潮汐锁定轴线。”

这一特点对于探究冥王星的演化历程具有重要意义。研究人员猜测斯普特尼克平原可能形成于冥王星地表的其他区域，随后在其重力不均衡作用下让整个冥王星“翻转”了过来，从其自转轴偏离近60度。

凯恩解释称：“如果一个行星是完全球形的，然后你在它的某个区域增加一些质量并使其转动，由于重心不稳，你可以预期这个行星会重新调整其转动轴，直到尽可能地将这多余的质量块挪到接近赤道的位置上。而对于像冥王星这样处于潮汐锁定状态的星球来说，它将会尽可能使其靠近潮汐锁定轴线，也就是那条冥王星-冥卫一连线。”

来自加州大学圣克鲁兹分校的弗朗西斯·尼莫(Francis Nimmo)教授是另外一篇论文的作者之一，他表示：“斯普特尼克平原区域的质量要多于其周边区域，不知怎的，那里似乎有更多物质。”

但这一理论存在一个问题，因为过去科学家们一般认为该地形是在冥王星演化历史上与另外一颗天体相撞后留下的痕迹。尼莫教授表示：“斯普特尼克平原是地面上的一个巨大坑洞，因此那里不应该会有更多质量才对，相反，那里的质量应该更少。如果这一理论正确，那么你就必须找到在斯普特尼克平原的冰层下方存在多余质量的方案才行。”他说：“如果你将这个平原下方的一部分水冰取走，取而代之以液态水，由于水的密度要比冰更大，你就能够解释这额外多出来的质量，也就解释了为何斯普特尼克平原区域整体来看似乎存在着额外的多余质量。”

如果一次巨大的撞击事件形成了这个盆地，或许该次事件还导致其他物质，如一个“粘稠”的地下海洋，使冥王星薄薄的地壳向外凸起，从而产生重力上的正异常，导致冥王星自转轴的偏移。

伦敦帝国学院的马丁·赛格特(Martin Siegert)教授并未参与这项研究，他将这项研究结果评价为“令人惊叹的”。他说：“这个海洋温度应该会很低，盐度很高，我认为它可能含有大量的氨水成分，因此这个海洋和地球上的或是木卫二上的海洋成分是不同的。这当然属于一种极端环境，或许也可以算是太阳系内最极端的环境之一吧？”

但詹姆斯·凯恩认为不用冰下海洋模型也同样能够解释斯普特尼克平原对准冥卫一的现象。他说：“斯普特尼克平原填充了数公里厚的挥发性冰。这些冰的主要成分在地球上以气态形式存在，比如氮气、甲烷和一氧化碳。但在冥王星上这些成分都是以固态形式存在的，它们的行为就有些类似于地球上的冰川。”

他的研究组给出的解释聚焦在氮冰上：“冥王星围绕太阳每公转一周，在冥王星心形区域就会累积一些氮冰，而一旦足够多的冰物质累积，比如说达到100米厚度之后，它具备的巨大质量便开始扰动冥王星的自转稳定，并逐渐造成冥王星原有自转轴的偏转。”他说：“如果你在行星表面的某个区域存在多余质量，那么它会倾向于朝赤道靠近。最终，在数百万年的时间内，那将颠覆整个行星。”但他最后也指出：“目前还很难分辨这两个理论中哪一个是更加符合事实的，因此两个研究团队都需要在未来进一步开展更多的工作来检验他们的理论。”

新视野号探测器的大小和一台大型钢琴差不多，它于2006年1月14日从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角航天中心发射升空，并于2015年7月飞过冥王星附近。在完成对冥王星系统的考察任务之后，项目科学家们已经为这颗探测器选定了它的新目标——一颗编号为2014 MU69的柯伊伯带天体，预计新视野号探测器将在2019年抵达那里开展新一轮的考察。(晨风)