新的計算機模擬表明,在外部太陽系的這個偏遠世界上,冥王星冰凍的心臟的「跳動」驅動了形成風。
當美國宇航局的「新視野」任務在2015年由冥王星飛行時,它返回的圖像吸引了人們的想像力,尤其是冥王星之心是矮行星冥王星一個顯著的表面特徵。一個橫跨大約1,590公裡的巨大、淺色區域的圖像。心臟的左葉稱為一個3公裡深的盆地,充滿了氮冰。
現在,該盆地內氮的轉化決定了整個矮行星上微風的形成。
冥王星:遙遠的世界
科學家在冥王星上遇到的許多驚喜之一,太陽系外圍的這個偏遠偏僻的世界擁有自己的氣氛。當然,它很稀薄,主要是氮氣,還有少量其他微量氣體,例如甲烷和一氧化碳。但是在照片中可以看到的足夠多,事實證明,甚至有可能足以影響世界的表面。
有氣氛的地方有風。在如此稀薄的氣氛中,風必須微弱。
但是是什麼驅風呢?通過進行了計算機模擬,顯示出該發生源被發現:氮冰(約為- 235攝氏度,一個大氣壓下- 210度左右氮氣凝固)的心臟。
冥王星一顆冰冷的心如何跳動
隨著冥王星繞地球每六天旋轉一次,大多數人造衛星「 Planitia」在白天和黑夜都會經歷。在白天,太陽的弱溫暖會使氮升華,將其從冰中直接加熱成氣態。然後在晚上,這些氮氣凝結回冰。伯特蘭的團隊給這輪冥王星的心跳起了個綽號。
但是心跳不規律。冥王星的自轉相對於圍繞太陽的248年軌道是傾斜的,因此它幾乎在向一側旋轉。現在是冥王星北半球的春天,北緯38°以上的緯度,包括人造衛星普朗蒂亞的北端,日照不斷。結果,那裡的氮氣不斷升華,增加了大氣壓力,然後將風引向南半球。一種類似於地球科裡奧利效應的機制將風向西偏轉,然後在盆地的高浮雕邊界附近向南偏轉。在極地夜晚,冥王星的東南邊緣靠近冥王星的一部分,在人造衛星的東南邊緣,氮氣凝結回冰。在這裡,風向再次偏北,完成了逆時針旋轉。
事實證明,冰蓋位於周圍平原以下3公裡處,這會造成大氣不平衡,從而驅風。
全球風型
儘管風起源於人造衛星普蘭蒂亞,但並不止於此。一旦釋放成氣態,氮就會上升到更高的高度,最終進入冥王星旋轉控制的氣流。
Bertrand解釋說,就像溜冰者從手臂向身體伸展開一樣,自旋變慢,而氮分子則從北向南移動時也會變慢,因為它們離行星的旋轉軸越來越遠。結果,氮氣的移動速度比其下方的矮行星慢,導致冥王星上的風向西吹,即與行星的旋轉相反。
這種逆轉是冥王星所獨有的-這樣的整體風型在除海王星的衛星海衛一以外的任何其他太陽系世界中都不存在。
人造衛星普蘭蒂亞對冥王星的氣候可能與海洋對地球的氣候一樣重要
人造衛星普蘭蒂亞的氮氣冰肯定是冥王星大氣層的主要來源和匯聚點。