一項關於冥王星背面奇怪波紋的新研究，為這顆冰冷而遙遠的矮行星增加了地下海洋存在的可能性。
從「新視野號」（New Horizons）探測器的角度可見海王星的斯普尼克平原（Sputnik Planitia）是心形區域。一項新的研究結果顯示，平原地帶的波紋怪狀支持了先前冥王星存在地下海洋的假說。
圖源：美國宇航局（NASA）/ 美國西南研究院（SwRI）/JHUPL/科學新聞（Science News）
在此之前，地球一直被科學家認為是太陽系中唯一擁有海洋的星球，但令人震驚的是，他們發現太陽系外還存在數個擁有海洋世界的冰凍衛星。即使水下世界未覆蓋整個星球，但它們的確存在且具有重要意義。與地球海洋不同的是，這些衛星上的海洋不在地殼表面，而在厚厚的冰蓋下。此類海洋存在的證據還在搜集中，但這次的發現在冥王星而非衛星上。這個證據基於科學家在冥王星地表發現的波紋狀圖案。
在第51屆月球與行星科學虛擬會議上，科學家就冥王星上這一最新發現發表了言論。證據顯示冥王星地表與地心之間很可能存在深海。會議原定於3月16日至20日在德克薩斯州的伍德蘭市進行，受COVID—2019冠狀病毒的影響，會議只能以網絡形式進行。
這項關於冥王星可能存在海洋的最新發現，也是自由撰稿人Theresa Machemer在2020年4月1日的美國著名百科類雜誌《Smithsonian Magazine》上發表的一篇新文章的探討對象。文章結果基於2019年10月首次發在ArXiv上預收錄的新論文，這篇論文目前仍在等待同行評審。而它的第一作者，正是阿蘭·斯特恩（Alan Stern）。這幾十年裡，由他領銜的 "新視野號 "探索冥王星任務從概念變成了現實。
這篇新論文的主要內容是研究冥王星的背面地形，以及它們是如何形成的。論文選段：
"新視野號太空飛行器提供了對冥王星近距離的全球觀測，其解析度遠遠超過了基於地球觀測所得的數據集。迄今為止，大多數從冥王星新視野號傳回來的分析都集中在冥王星的交會半球（即包含名為斯普尼克平原（Sputnik Planitia）的反卡戎半球（anti-Charon hemisphere））
。在這項工作中，我們解讀和總結了它背面（即非交會半球）的數據，並首次提供了新視野號對其背面地形的綜合探測結果。"
冥王星背面有異常的黑色波紋（圓圈內）。冥王星的背面只能在新視野號飛越時以較低解析度看到，但這些圖像仍提供了其存在地下海洋的寶貴線索。圖源：新視野號團隊（New Horizons Team）/科學新聞（Science News）
證據顯示，冥王星的海洋來自其背面的暗色的漣漪狀揮發液體，那麼這些液體從何而來呢？科學家認為，隕石撞擊產生巨大衝擊力，導致這個矮行星上形成平坦的斯普特尼克（Sputnik）大平原，這個低洼的冰蓋盆地構成了冥王星獨特的巨大「心」形的半葉。普渡大學（Purdue University）天文學教授阿德恩丹頓 (Adeene Denton）在科學報上對麗薩格魯斯曼（ Lisa Grossman）說:
"如果這個衝擊力足夠大，冥王星就如同一個透鏡，衝擊波就會集中作用力作用於星球的另外一面。"
丹頓和她的同事們進行了計算機模擬實驗，演示撞擊產生的衝擊波如何影響冥王星的內部。結果顯示波紋形成與海洋之間有必然聯繫。因此丹頓說，
「我們得到了有趣的答案。」
斯普特尼克平原下冥王星可能的內部結構的圖像（頂端右側是地殼地形）。這個地區水上的冰層較薄。圖源： James Tuttle Keane/ Medium.com/ Starts With a Bang!.
海洋深度至少需要達到90英裡（150公裡），同時冥王星的核心必須包含蛇紋石等礦物質，這些礦物質是由巖石和水的相互作用形成的。丹頓說："這當然不是確鑿的證據。但它令人興奮。"越來越多的研究表明，冥王星表面下可能仍有液態水，而這個新建立的冥王星內部模型是其中最新的研究成果。此前，在2016年，科學家還表明，冥王星表面的裂縫和其本身呈球的形狀都是存在地下海洋的證據。冥王星的方位可能也是一條線索。去年的另一項研究認為，與冥王星相撞並創造了斯普特尼克號平原的巖質天體實際上衝破了這顆矮行星的冰殼。這使得海洋在結冰前，在表面短暫地流動，從而影響了冥王星的軸向。
儘管尚無定論，這項新研究是令人信服的。對於其背面的波紋狀地形，仍然有可能存在另一種解釋。正如NASA噴氣推進實驗室（NASA's Jet Propulsion Laboratory）的行星科學家詹姆斯·塔特爾·基恩（James Tuttle Keane）在給《科學美國人》（Scientific American）的一份聲明中說：
"在冥王星的背面有許多奇怪的東西。你可以想像用很多不同的方式來創造我們所看到的一些奇特圖案。"
斯普特尼克平原蜂窩狀地形（由含氮冰組成）的近距離視角。這個地區的邊緣有冰水混合物的山。圖源：NASA/ JHUAPL/ SwRI/ Medium.com/ Starts With a Bang!
至於最新的研究是否能暗示冥王星有海洋還不能說定。但是如果能的話，那可幫了科學家個大忙，科學家據此能更加了解地下海洋在離太陽很遠又很冷的星球上的存在形式，甚至是其他在柯伊伯帶（Kuiper Belt）的小行星，你問柯伊伯帶是什麼？柯伊伯帶是太陽系的魔戒，當然這個魔戒是由小巖石或者冰核組成的。他們環繞在海王星之外，那裡是冥王星有時會棲居的地方。正如丹頓告訴《科學美國人》的那樣："
我們應該換一種思維來看待柯伊伯帶還有其中的那些遙遠的世界，我們應該更近距離地觀察他們。他們中的每一個都擁有著難以置信的，豐富的地質歷史。"
如果冥王星上確實存在水，它們是怎樣形成的呢？加利福尼亞大學聖克魯茲分校（ University of California, Santa Cruz）的行星學家 Carver Bierson對科學新聞（Science News）說：
「如果現在那裡存在海洋，那麼問題來了，海洋什麼時候出現的？"
Bierson說，如果冥王星誕生於寒冷中，儘管星體內核放射性元素衰變作用會導致水的融化，它可能最初就已結冰了。之後它可能部分再次結冰。但如果冥王星在溫暖中誕生，那麼海洋可能一直是液態的，到現在再次結冰的僅僅是一小部分。裂縫會因水的部分再次結冰出現，這似乎正是新視野號記錄的圖片所表明的。Bierson說：
「這（圖片）意味著冥王星可能的確在溫暖中誕生。也許很久以前，它起源於液態海洋。」
從新視野號上看，冥王星被太陽從背後照亮。薄薄的大氣閃耀著縹緲柔和的藍色。
圖源：NASA/ JHUAPL/ SwRI
所以如果冥王星在過去數十億年間存在海洋，那裡可能宜居嗎？冥王星的海洋可以維持生命嗎？如果冥王星像假設中含有礦物質，那麼在海底的水巖作用可能會提供必要的能量和營養物質，像地球的海洋，木衛二和土衛二的海洋一樣。如果冥王星曾經宜居，那 柯伊伯帶（Kuiper Belt）的其他天體呢？正如Keane在科學新聞中推測的:
"這提供了未來冥王星最酷的任務之一。如果冥王星曾有過海洋且宜居，柯伊伯帶（Kuiper Belt）的其他的海洋天體很可能也宜居。「
儘管新視野號在海王星的任務已經結束很久，它傳回的數據足以讓研究人員忙上幾十年。正如楊百翰大學（Brigham Young University）的一個行星科學家，賈尼-雷德伯格（Jani Radebaugh）在科學美國人中指出：
"從中一點點的獲取信息真是件令人驚喜的事！"
西南研究所（SwRI)的阿蘭·斯特恩（Alan Stern），新視野號執行冥王星任務的項目負責人，這項新研究的第一作者。圖源：SwRI
新視野號發現冥王星是一個複雜的小星球，它不僅有廣闊而光滑的氮冰原，冰原表面被分割為大型「細胞」（被稱為蜂窩狀地形），還有由水冰組成的山脈 ，其頂部被甲烷「雪」所覆蓋。冥王星上還有由氮氣，甲烷和一氧化碳組成的稀薄大氣，當新視野號逆光觀察冥王星時，它的大氣層微微發光，像環繞這顆矮行星的藍色圓環。儘管冥王星比地球小得多，它也比五個月亮還要大！如果其地表下還有海洋，那將使這個本已離奇的星球變得更加神秘。
重要提示：冥王星背面奇怪的波紋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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