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