一项关于冥王星背面奇怪波纹的新研究，为这颗冰冷而遥远的矮行星增加了地下海洋存在的可能性。
从“新视野号”（New Horizons）探测器的角度可见海王星的斯普尼克平原（Sputnik Planitia）是心形区域。一项新的研究结果显示，平原地带的波纹怪状支持了先前冥王星存在地下海洋的假说。
图源：美国宇航局（NASA）/ 美国西南研究院（SwRI）/JHUPL/科学新闻（Science News）
在此之前，地球一直被科学家认为是太阳系中唯一拥有海洋的星球，但令人震惊的是，他们发现太阳系外还存在数个拥有海洋世界的冰冻卫星。即使水下世界未覆盖整个星球，但它们的确存在且具有重要意义。与地球海洋不同的是，这些卫星上的海洋不在地壳表面，而在厚厚的冰盖下。此类海洋存在的证据还在搜集中，但这次的发现在冥王星而非卫星上。这个证据基于科学家在冥王星地表发现的波纹状图案。
在第51届月球与行星科学虚拟会议上，科学家就冥王星上这一最新发现发表了言论。证据显示冥王星地表与地心之间很可能存在深海。会议原定于3月16日至20日在德克萨斯州的伍德兰市进行，受COVID—2019冠状病毒的影响，会议只能以网络形式进行。
这项关于冥王星可能存在海洋的最新发现，也是自由撰稿人Theresa Machemer在2020年4月1日的美国著名百科类杂志《Smithsonian Magazine》上发表的一篇新文章的探讨对象。文章结果基于2019年10月首次发在ArXiv上预收录的新论文，这篇论文目前仍在等待同行评审。而它的第一作者，正是阿兰·斯特恩（Alan Stern）。这几十年里，由他领衔的 "新视野号 "探索冥王星任务从概念变成了现实。
这篇新论文的主要内容是研究冥王星的背面地形，以及它们是如何形成的。论文选段：
"新视野号航天器提供了对冥王星近距离的全球观测，其分辨率远远超过了基于地球观测所得的数据集。迄今为止，大多数从冥王星新视野号传回来的分析都集中在冥王星的交会半球（即包含名为斯普尼克平原（Sputnik Planitia）的反卡戎半球（anti-Charon hemisphere））
。在这项工作中，我们解读和总结了它背面（即非交会半球）的数据，并首次提供了新视野号对其背面地形的综合探测结果。"
冥王星背面有异常的黑色波纹（圆圈内）。冥王星的背面只能在新视野号飞越时以较低分辨率看到，但这些图像仍提供了其存在地下海洋的宝贵线索。图源：新视野号团队（New Horizons Team）/科学新闻（Science News）
证据显示，冥王星的海洋来自其背面的暗色的涟漪状挥发液体，那么这些液体从何而来呢？科学家认为，陨石撞击产生巨大冲击力，导致这个矮行星上形成平坦的斯普特尼克（Sputnik）大平原，这个低洼的冰盖盆地构成了冥王星独特的巨大“心”形的半叶。普渡大学（Purdue University）天文学教授阿德恩•丹顿 (Adeene Denton）在科学报上对丽萨•格鲁斯曼（ Lisa Grossman）说:
"如果这个冲击力足够大，冥王星就如同一个透镜，冲击波就会集中作用力作用于星球的另外一面。"
丹顿和她的同事们进行了计算机模拟实验，演示撞击产生的冲击波如何影响冥王星的内部。结果显示波纹形成与海洋之间有必然联系。因此丹顿说，
“我们得到了有趣的答案。”
斯普特尼克平原下冥王星可能的内部结构的图像（顶端右侧是地壳地形）。这个地区水上的冰层较薄。图源： James Tuttle Keane/ Medium.com/ Starts With a Bang!.
海洋深度至少需要达到90英里（150公里），同时冥王星的核心必须包含蛇纹石等矿物质，这些矿物质是由岩石和水的相互作用形成的。丹顿说："这当然不是确凿的证据。但它令人兴奋。"越来越多的研究表明，冥王星表面下可能仍有液态水，而这个新建立的冥王星内部模型是其中最新的研究成果。此前，在2016年，科学家还表明，冥王星表面的裂缝和其本身呈球的形状都是存在地下海洋的证据。冥王星的方位可能也是一条线索。去年的另一项研究认为，与冥王星相撞并创造了斯普特尼克号平原的岩质天体实际上冲破了这颗矮行星的冰壳。这使得海洋在结冰前，在表面短暂地流动，从而影响了冥王星的轴向。
尽管尚无定论，这项新研究是令人信服的。对于其背面的波纹状地形，仍然有可能存在另一种解释。正如NASA喷气推进实验室（NASA's Jet Propulsion Laboratory）的行星科学家詹姆斯·塔特尔·基恩（James Tuttle Keane）在给《科学美国人》（Scientific American）的一份声明中说：
"在冥王星的背面有许多奇怪的东西。你可以想象用很多不同的方式来创造我们所看到的一些奇特图案。"
斯普特尼克平原蜂窝状地形（由含氮冰组成）的近距离视角。这个地区的边缘有冰水混合物的山。图源：NASA/ JHUAPL/ SwRI/ Medium.com/ Starts With a Bang!
至于最新的研究是否能暗示冥王星有海洋还不能说定。但是如果能的话，那可帮了科学家个大忙，科学家据此能更加了解地下海洋在离太阳很远又很冷的星球上的存在形式，甚至是其他在柯伊伯带（Kuiper Belt）的小行星，你问柯伊伯带是什么？柯伊伯带是太阳系的魔戒，当然这个魔戒是由小岩石或者冰核组成的。他们环绕在海王星之外，那里是冥王星有时会栖居的地方。正如丹顿告诉《科学美国人》的那样："
我们应该换一种思维来看待柯伊伯带还有其中的那些遥远的世界，我们应该更近距离地观察他们。他们中的每一个都拥有着难以置信的，丰富的地质历史。"
如果冥王星上确实存在水，它们是怎样形成的呢？加利福尼亚大学圣克鲁兹分校（ University of California, Santa Cruz）的行星学家 Carver Bierson对科学新闻（Science News）说：
“如果现在那里存在海洋，那么问题来了，海洋什么时候出现的？"
Bierson说，如果冥王星诞生于寒冷中，尽管星体内核放射性元素衰变作用会导致水的融化，它可能最初就已结冰了。之后它可能部分再次结冰。但如果冥王星在温暖中诞生，那么海洋可能一直是液态的，到现在再次结冰的仅仅是一小部分。裂缝会因水的部分再次结冰出现，这似乎正是新视野号记录的图片所表明的。Bierson说：
“这（图片）意味着冥王星可能的确在温暖中诞生。也许很久以前，它起源于液态海洋。”
从新视野号上看，冥王星被太阳从背后照亮。薄薄的大气闪耀着缥缈柔和的蓝色。
图源：NASA/ JHUAPL/ SwRI
所以如果冥王星在过去数十亿年间存在海洋，那里可能宜居吗？冥王星的海洋可以维持生命吗？如果冥王星像假设中含有矿物质，那么在海底的水岩作用可能会提供必要的能量和营养物质，像地球的海洋，木卫二和土卫二的海洋一样。如果冥王星曾经宜居，那 柯伊伯带（Kuiper Belt）的其他天体呢？正如Keane在科学新闻中推测的:
"这提供了未来冥王星最酷的任务之一。如果冥王星曾有过海洋且宜居，柯伊伯带（Kuiper Belt）的其他的海洋天体很可能也宜居。“
尽管新视野号在海王星的任务已经结束很久，它传回的数据足以让研究人员忙上几十年。正如杨百翰大学（Brigham Young University）的一个行星科学家，贾尼-雷德伯格（Jani Radebaugh）在科学美国人中指出：
"从中一点点的获取信息真是件令人惊喜的事！"
西南研究所（SwRI)的阿兰·斯特恩（Alan Stern），新视野号执行冥王星任务的项目负责人，这项新研究的第一作者。图源：SwRI
新视野号发现冥王星是一个复杂的小星球，它不仅有广阔而光滑的氮冰原，冰原表面被分割为大型“细胞”（被称为蜂窝状地形），还有由水冰组成的山脉 ，其顶部被甲烷“雪”所覆盖。冥王星上还有由氮气，甲烷和一氧化碳组成的稀薄大气，当新视野号逆光观察冥王星时，它的大气层微微发光，像环绕这颗矮行星的蓝色圆环。尽管冥王星比地球小得多，它也比五个月亮还要大！如果其地表下还有海洋，那将使这个本已离奇的星球变得更加神秘。
重要提示：冥王星背面奇怪的波纹增加了地下海洋存在的可能性。
作者：Paul Scott Anderson
FY：Astronomical volunteer team
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