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冥王星上发现蓝色雾霾

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  冥王星上的蓝天:在这张由新视野号上的拉尔夫/多光谱可见光成像相机(MVIC)拍摄的照片里,冥王星的雾霾层显现出了蓝色。科学家认为,本质上来说,这些高空雾霾类似于土卫六泰坦上的雾霾。这两颗星球上雾霾的来源,很可能涉及到氮和甲烷的光致化学反应,产生了相对较小的烟灰状颗粒物(称为托林),最终飘落到地表。这张照片用软件合成了新视野号获取的蓝色、红色和近红外影像,尽可能逼真地再现出了人眼所能看到的颜色。图片来源:NASA/JHUAPL/SwRI

  美国航空航天局(NASA)的新视野号探测器(New Horizons),上周传回了冥王星大气中雾霾的第一张彩色照片,揭示出这些雾霾其实是蓝色的。

  新视野号首席研究员、美国西南研究院(SwRI)的艾伦·斯特恩(Alan Stern)说,“谁会想到在太阳系偏远的柯伊伯带里还会看到蓝天呢?这太漂亮了!!”

  构成这些雾霾的颗粒物本身,很可能是灰色或者红色的,不过它们散射蓝光的方式引起了新视野号科学团队的注意。团队研究员、同样来自西南研究院的卡莉·哈维特(Carly Howett)说,“醒目的蓝色调向我们透露了这些雾霾颗粒的大小和成分。蓝色的天空往往是阳光被极小的颗粒物散射的结果。在地球,那些颗粒物是非常微小的氮分子。在冥王星上,颗粒物似乎是稍大一些(不过仍然相当小)的烟尘类颗粒,我们称之为托林(tholin)。”

  科学家认为,这些托林颗粒是在冥王星的高层大气中形成的。在那里,阳光中的紫外线能够拆散并电离氮分子和甲烷分子,让它们相互之间能够发生反应,形成越来越复杂的正负带电离子。它们再相互结合,就会形成非常复杂的大分子。这样的过程最早是在土卫六泰坦(Titan)的高层大气中发现的。更加复杂的分子继续结合并越长越大,最终成了细小的颗粒物。挥发性的气体在它们表面凝结成霜,然后缓缓飘落到冥王星的表面,给冥王星“染”上了淡淡的红色。

  冥王星上的水冰:在新视野号拍摄的这张照片上,水冰暴露在外的区域用蓝色高亮标示。插入图展示了宽约450千米的冥王星表面区域。图片来源:NASA/JHUAPL/SwRI

  新视野号团队公布的第二项大发现,是他们在冥王星表面发现了一些有水冰暴露在外的小块区域。这一发现是根据新视野号上的拉尔夫光谱成分成像仪采集的数据而得出的。

  西南研究院的新视野号团队成员詹森·库克(Jason Cook)说,“冥王星上的大块区域并没有水冰暴露在外,因为冥王星的大部分表面明显被其他更容易挥发的冰覆盖着。了解为什么水冰会在它出现在的这些区域里暴露在外,在其他区域却没有露出,这是我们将要仔细研究的一项挑战。”

  令人好奇的一点是,展现出最明显水冰光谱标记的区域,在最近公布的彩色照片上对应于亮红色区域。来自美国马里兰大学学院市分校的团队成员西尔维娅·普罗托帕帕(Silvia Protopapa)说,“这些水冰那么红,让我吃了一惊。我们还没弄清楚水冰和冥王星表面红色的托林之间有什么关系。”

  新视野号探测器目前距离地球50亿千米,所有系统状况良好,运作正常。它于2015年7月14日飞掠冥王星,完成了人类对这颗矮行星的首次近距离探访。


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