著名的心形結構名為湯博·雷吉（Tombaugh Regio），在2015年美國國家航空航天局（NASA）的“新地平線”任務拍攝到這顆矮行星的鏡頭後，它迅速成名，並揭示了它並不是科學家們想象中的貧瘠世界。現在，新的研究表明冥王星著名的氮心臟控制著它的大氣循環。揭示冥王星大氣的行為為科學家們提供了另一個可以與我們的行星進行比較的地方。這樣的發現可以在幾十億英里外的地球和一顆矮行星之間找到相似和獨特的特徵。
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氮氣——在地球上的空氣中也存在的元素——包括布魯托的大部分薄大氣，以及少量的一氧化碳和溫室氣體甲烷。冰凍的氮氣也以心臟的形式覆蓋冥王星表面的一部分。白天，一層薄薄的氮冰升溫並變成蒸汽。到了晚上，水汽凝結，再次形成冰。每一個序列都像一個心跳，在矮行星周圍泵送氮氣風。
AGU的新研究
美國宇航局加利福尼亞艾姆斯研究中心天體物理學家和行星科學家、該研究的主要作者坦古伊·貝特朗說：“這突出了冥王星的大氣和風——即使大氣密度非常低——也會影響到地表。”。
冥王星的大部分氮冰都侷限在湯姆堡地區。它的左“葉”是一個1000公里（620英里）的冰蓋，位於一個3公里（1.9英里）深的盆地，名為斯普特尼克平原（Sputnik Planitia）——由於海拔較低，這個地區保存了矮行星的大部分氮冰。心臟的右“葉”由高原和延伸到盆地的富氮冰川組成。
伯特蘭說：“在《新視野》之前，所有人都認為冥王星將是一個無球星系——完全平坦，幾乎沒有多樣性。”但完全不同。它有很多不同的景觀，我們正試圖瞭解那裡的情況。”
伯特蘭和他的同事們開始研究循環空氣——比地球的空氣稀薄10萬倍——是如何塑造地表特徵的。研究小組從“新地平線”2015年的飛越中提取數據，描繪冥王星的地形及其氮冰覆蓋層。然後他們用天氣預報模型模擬了氮循環，並評估了風是如何吹過地表的。
研究小組發現，冥王星在一年中的大部分時間裡，都是以一種反向旋轉的方式，向西吹4公里（2.5英里）以上的風，這與矮行星的東旋方向相反。根據這項新的研究，當湯堡地區的氮氣在北部蒸發，在南部結冰時，它的運動會觸發西風。太陽系中沒有其他地方有這樣的大氣層，除了海王星的衛星海衛一。
研究人員還發現，沿斯普特尼克-普蘭提亞盆地西邊界有一股快速移動的近地表氣流。氣流類似於地球上的風模式，例如亞洲東部邊緣的黑潮。根據最新的發現，大氣中的氮凝結成冰推動了這種風的形成。斯普特尼克平原的高崖將冷空氣困在盆地內，在盆地內循環，並在經過西部地區時變得更強。
強烈的西部邊界電流的存在激發了亞利桑那州Tucson行星科學研究所的行星科學家Candice Hansen Koharcheck，他沒有參與這項新的研究。
她說：“這在很大程度上是由於地形或環境的特殊性。”冥王星的模型已經發展到可以談論地區天氣的程度，這給我留下了深刻的印象。”
在更廣泛的範圍內，Hansen Koharcheck認為新的研究很有趣。”“冥王星跳動心臟的整個概念是一種奇妙的思考方式，”她補充說。
這些來自冥王星氮質心臟的風模式可能解釋了為什麼冥王星擁有黑暗平原和在斯普特尼克平原以西的風條紋。風可以傳遞熱量，從而使地表變暖，也可以通過輸送和沉積霧霾粒子來侵蝕和加深冰層。如果這顆矮行星上的風以不同的方向旋轉，它的景觀可能看起來完全不同。
伯特蘭說：“人造衛星對冥王星的氣候可能和海洋對地球的氣候一樣重要。”他補充說：“如果你移除了人造衛星——如果你移除了冥王星的心臟——你就不會有同樣的循環。”。
新的發現使研究人員能夠探索一個奇異世界的大氣層，並將他們所發現的與對地球的瞭解進行比較。這項新的研究還將光線照射到距離太陽60億公里（37億英里）的物體上，這顆心吸引了全球的觀眾。
“冥王星對每個人來說都有些神秘，”伯特蘭說。
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