冥衛一北極呈現紅色天文學家有新的解釋
美國普渡大學(Purdue University)三位研究人員,斯蒂芬妮·曼滕(Stephanie Menten)、米高·索里(Michael Sori)和阿里·布拉森(Ali Bramson)建立新的模型,用電腦模擬方法去解釋為什麼冥衛一(Charon)有一個紅色的北極區域。研究描述對古柏帶(Kuiper belt,中國大陸譯作:柯伊伯帶)中許多冰冷天體的紅色表面,以及它們與冥衛一帶紅色的北極地區的關係。
天文學家發現,古柏帶中的許多冰凍天體部分或全部由一種紅棕色物質覆蓋。研究顯示,這種物質稱為托林(tholin),它是一種有機化學物質受到輻射時形成的化合物。但這提出有機化合物可能來自那裡的問題。新的研究推測它來自低溫火山釋放的甲烷。
為了驗證他們的理論,研究人員轉向冥王星的衛星,它的北極由托林覆蓋。他們指出,先前的研究顯示,從冥王星逸出的氣體是造成紅極的原因。但先前的研究也顯示,月球曾經有液態海洋覆蓋,其中含有許多物質,也包括甲烷。
研究人員指出,隨著海洋結冰,甲烷會困在冰中,當水加壓時,會形成裂縫,導致偶爾噴發。他們認為,這種冰凍火山噴發可能釋放出一定量的甲烷氣體。如果其中一些甲烷氣體成功地漂流到北極,它就會凍結並掉到地表。如果掉到地表,它就會受到數百萬年的太陽輻射,變成紅色。
研究人員模擬冥衛一大氣中四處飄蕩的甲烷分子,計算在這種情況下有多少甲烷可能逸出,以及有多少可能到達冥衛一的北極地區。他們發現只需要大約一兆公噸的甲烷氣體,就足以形成一個紅色的極冠。
【圖:美國太空總署;文:節譯自物理學機構網頁】研究全文刊登在2022年8月9日出版的《自然 - 通訊》期刊;標題是:Endogenically sourced volatiles on Charon and other Kuiper belt objects