2015年，新视野号飞船跃入遥远的世界，科学家们从中了解到冥王星系统10个最酷、最新、最不可思议的发现。

冥王星及其最大卫星冥王星的自然彩色地图由美国宇航局新视野号飞船在2015年7月13日至14日拍摄的图像组成。

在我们太阳系所有的卫星和行星组合中，冥王星和冥王星的体积最接近。冥王星大约是冥王星的一半大小。由于冥王星太大，它们有时被认为是一对矮行星。

1.冥王星有一颗“心”，它驱动着这颗行星的活动

冥王星的心脏是新视觉在接近冥王星时观察到的标志性特征之一，并在飞越新视觉时以高分辨率拍摄，它是一个拥有数百万平方英里的巨大氮冰川。心脏的左心室——被称为普尼克平原——几乎迫使这颗矮行星掉头，因此盆地现在几乎正对着冥王星的卫星冥王星。

詹姆斯·塔特尔·基恩是一名行星科学家，也是加州帕萨迪纳喷气推进实验室新视野小组的成员。他说:这个过程被称为“极移”——行星改变旋转轴的过程，通常是大规模地质作用的结果。

普特尼克平原处于现在的位置绝非偶然。这是一个寒冷的地方，氮冰加速积累成至少2.5英里厚的冰床。这种大量物质的持续不稳定，加上冥王星运动产生的潮汐推拉，使得矮行星倾斜，导致盆地与冥王星和冥王星之间的潮汐轴更加接近。基恩说:这种活动也很可能是打破冥王星表面并在其地壳中产生许多严重断层的原因，这些断层遍布冥王星的大部分地区。

这个盆地被认为在它现在位置的西北方向发展得更远，更靠近冥王星的北极圈。而冰应该会继续在盆地中堆积，冥王星也会继续自我调整。

冥王星心脏的西方跳动——普尼克平原冥王星表面和地下特征剖面图。新视野数据显示，这个区域下面可能有水洋。图片来自詹姆斯·塔特尔·基恩/美国宇航局

2.冥王星表面下有液态水的海洋吗？

堆积的冰可能不是重新定位普尼克平原的唯一因素。来自盆地的新视野数据表明，它下面可能有更重的东西，科学家怀疑更重的东西是由水组成的海洋。基恩说。

这是一个惊人的发现。这将使冥王星成为一个难以捉摸的“海洋世界”，就像木卫二、土卫二和土卫六一样。

其他几个证据，包括新视野图像中看到的构造结构，也指向冥王星地壳下的海洋。

普特尼克平原可能是40亿年前由直径30到60英里的柯伊伯带天体撞击形成的。它在冥王星的冰壳上切下了一大块，只在盆地底部留下了一层薄而脆弱的冰层。地表下的海洋很可能通过挤压脆弱的地壳从底部侵入盆地，

基于这张行星图像的最新模型显示，这种液态海洋可能是在冥王星快速而猛烈的形成过程中形成的。

3.冥王星的构造活动可能仍然活跃

这条巨大的断层绵延数百英里，在覆盖冥王星表面的冰壳中切割了大约2.5英里。然而，科学家解释说冥王星有这些裂缝的唯一原因是它表面下的海洋正在逐渐结冰。

水结冰时会膨胀。在冰壳下，膨胀推动表面并打破它，就像你冰箱里的冰一样。但是如果温度足够低，压力足够高，晶体会开始形成更紧密的晶体结构，冰会再次收缩。

使用新视野号数据的模型显示冥王星有收缩冰的条件，但它没有任何已知的地质特征表明收缩已经发生。对于科学家来说，这意味着地表下的海洋仍处于冻结过程中，有可能在地表形成新的断层。基恩说。

如果冥王星是一个活跃的海洋世界，这意味着柯伊伯带的矮行星可能会被其他海洋世界覆盖，这大大增加了我们太阳系中潜在的宜居地的数量。

然而，尽管冥王星的液态海洋今天可能仍然存在，科学家怀疑它在大多数地方被近200英里的冰隔离。这意味着它今天可能没有触及表面；但在过去，它可能通过被称为低温火山的火山活动渗出。

4.曾经活跃的火山可能会继续活跃

但这可能不是你想象中的火山爆发。

在地球上，熔岩喷涌，流口水和泡沫，就像在夏威夷一样。然而，在冥王星上，有许多迹象表明，一种冰冷、泥泞的熔岩在不同的时间流过表面。

科学家称之为“低温火山”。

莱特曼火山和皮卡蒙火山不同于太阳系中发现的任何其他火山。这两座山位于普特尼克平原的南部，每一座山的中心都有一个深坑。科学家认为这可能是一座低温火山的火山口。

普特尼克平原的西部是维京人的土地，那里有长长的裂缝和地堑。还有证据表明，地表曾经有流动的低温熔岩。

普尼克平原更西边是维吉尔福萨地区。不到10亿年前，富含氨的低温熔岩似乎喷发到地表，覆盖了数千平方公里的红色有机分子。

你看到的是冥王星心脏的著名图片。这是心脏右叶一个叫做普尼克平原的区域的特写。这张图片跨度约50英里，显示了冥王星冰层上数千个坑洼和更大的环流模式。科学家怀疑这些“岛屿”是漂浮的水上冰山，或者可能是冰山的尖端。资料来源:美国航天局/约翰·霍普金斯大学APL/西南研究所。

5.冰川已经被雕刻了数十亿年，到目前为止还没有停止工作

冥王星已经加入了地球、火星和少数几个冰川活跃的卫星的行列。

普特尼克平原东部有许多氮冰冰川，它们从崎岖的高地流向盆地，并在此过程中切割山谷。科学家怀疑氮从冰升华成蒸汽，漂浮在这颗矮行星周围，然后在表面结冰。这种季节性和“超季节性”的氮冰循环是冰川冰的来源。

但是这些冰川不同于地球上由冻结的水形成的冰川。首先，它们内部的融化不会落到冰川底部。液氮会上升到顶部，因为它比固态氮密度小。当液氮出现在冰川顶部时，它甚至可能以喷射或间歇泉的形式喷发。

此外，冥王星表面的某些部分由被水冻结的冰组成，其密度略低于氮冰。当冥王星的冰川雕刻它的表面时，一些被水冻结的“岩石”会沿着冰川上升，像冰山一样漂浮。在新视觉拍摄的几张普尼克平原的照片中可以看到这样的冰山。冥王星已知的最大冰川直径超过620英里，大约相当于俄克拉荷马州和得克萨斯州的总和。

美国宇航局新视觉项目的科学家利用最先进的计算机模拟技术，展示了冥王星普尼克平原表面的“冰细胞”。地质学上，这些“细胞”还“年轻”，在对流的作用下翻滚。图片来源:NASA/约翰霍普金斯应用物理实验室/西南研究院。

6.有“细胞”的巨大冰川

如果你放大普尼克平原的表面，近距离观察，你会发现太阳系中一个独特的现象:奇怪的多边形图案散落在冰上。这些图案至少有6英里宽，它们在冰川表面不安地滚动。

这种模式在显微镜下看起来像细胞，但它们不是细胞，而是冥王星的内部热量试图从冰川下逃逸的证据。产生上涌的气泡和下沉的氮冰，就像炽热的熔岩灯。

热冰上升到细胞的中间，而冷冰下沉到细胞的边缘。这种现象在地球的冰川中是独一无二的，甚至在我们所知的太阳系的任何地方都是如此。

白色区域是冥王星的心脏。它是一片巨大的氮冰，每天都在蒸发和凝结，给地球的各个地方带来“氮气风”。图片来源:美国宇航局。

7.控制冥王星大气和气候的“跳动的心脏”

虽然寒冷的冥王星离地球很远，但每天有节奏搅动的“冥王星之心”控制着冥王星的气候，就像格陵兰和南极洲控制着地球的气候一样。

冥王星心脏中的氮冰在白天经历了从冰到蒸汽的升华周期，在寒冷的夜晚又凝结回表面。每个周期就像一个心跳，它控制着最大风速为每小时32公里的氮气在地球上循环。

“冥王星的心脏实际上控制着冥王星的大气循环，”加州NASA埃姆斯研究中心的行星科学家坦古伊·贝特朗说。根据伯特兰利用“新视觉”数据创建的精准天气预报模型，当冰层在冰冷的“冥王星心脏”北部升华，在南部结冰时，会带动与冥王星东转方向奇怪相反的西风大风。

伯特兰还说:“位于冥王星心脏西缘的波尼克高原上的风带，是这些西风与冥王星心脏边缘崎岖的地形碰撞后留下的。考虑到冥王星的大气层只有地球的十分之一，这是一个了不起的发现。同时，这也为其他令人惊讶的类似沙漠的特征做出了合理的解释。”

根据Ponik冰川的特写，西北边缘的这些水冰山可能提供粒子，而冥王星的氮“心脏”提供风。图片来源:美国宇航局。

8.冥王星也有沙丘

这里不是撒哈拉沙漠，也不是戈壁滩。这是冥王星。在普特尼克平原的西部边缘，数百个沙丘延伸至少45英里，科学家怀疑它们是最近形成的。

沙丘需要微小的颗粒和持续的强风来提升沙粒或其他东西。虽然冥王星的引力很弱，但它的大气层很薄，极其寒冷，整个表面都是由冰组成的，显然冥王星具备形成沙丘所需的所有条件。

西北普尼克冰川边缘的水冰山可能提供了这些粒子，而冥王星跳动的氮“心脏”提供了风。与应时不同，玄武岩和石膏沙有时会被地球上的强风吹走，科学家怀疑冥王星上的沙丘是风速不超过每小时20英里的风带来的沙子大小的甲烷冰颗粒。虽然它们构成了沙丘的规模，但过去的风可能更强，大气更厚。

冥王星和冥王星被撞出了大陨石坑，但很少有小陨石坑，这可能意味着柯伊伯带的小天体比预期的要少。图片由美国宇航局提供。

9.没有“小坑”，但有大学题

在行星表面发现陨石坑太正常了。但是如果说冥王星系统有什么不同的话，那就是冥王星和卡隆都没有很多小陨石坑——但它们几乎都非常大。

Chersi Singer是一名表演科学家和新视觉项目的合作研究员，来自科罗拉多州博尔德的西南研究所。她说:这让我们感到惊讶，因为这里的小陨石坑比我们预期的要少，这意味着柯伊伯带的小天体比我们预期的要少。

对新视野号传回的陨石坑图像的分析显示，几乎没有直径小于一英里的物体撞击过这里；因为科学家们坚信，构造活动不会优先消除这些小陨石坑的表面，这表明柯伊伯带中很可能没有微小的天体。

辛格说:这些结果为我们提供了太阳系是如何形成的线索，因为它告诉了我们关于巨星组成部分的数据，比如冥王星甚至地球。

冥王星最大的卫星冥王星的色彩增强图。对图像颜色进行处理，突出卫星表面性质的变化；最引人注目的是淡红色的北极地区。资料来源:美国航天局/约翰·霍普金斯大学APL/西南研究所。

10.《守护者》的过去能否揭示其他冰冻世界的奥秘？

《新视觉》还捕捉到了一些守护者的图像，向人们展示了守护者的一些令人惊叹的地貌。

在“新视觉”拍摄的高清图片中，《卫报》的一面展示了两个完全不同的地形:一个是平原，向南延伸，一望无际，官方命名为火神Planitia，至少和加州一样大；另一个崎岖的地形，名为奥兹特拉，向北延伸到冥王星的北极。两者似乎都是由守护者外壳下的古代海洋的冻结和扩张形成的。

向北的适度扩张创造了奥兹特拉多岩石和多山的地形，而向南的扩张促使古代海洋从渗漏孔、裂缝和一些像“冰熔岩”一样的出口渗出并溢出其表面。事实上，在冥王星的早期历史中，火神Planitia被认为是覆盖整个地区的巨大冷流供应。

类似的特征也存在于分布在整个太阳系的一些冰卫星上，包括海王星的巨型卫星海卫一、土卫六特提斯、土卫四和土卫二，以及天王星的卫星米兰达和爱丽儿。而得益于《新地平线》中《守护者》的详细地图，过去的《守护者》模型可能会成为了解其他冰冻世界火山和地质活动的塔石。

结束语:基于新视野数据的冥王星十大“酷”事

FY:天文志愿者团队

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