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冥王星的微型大氣可能強到讓人意外
圖像中冥王星的霧層顯示為藍色，由「新地平線」太空飛行器的拉爾夫/多光譜可見成像相機獲得，發布於2015年10月8日。(圖片：NASA/JHUAPL/SwRI)
冥王星的大氣層稀薄，但它可能比科學家所認為的矮行星周圍由表層冰蒸發逐漸形成的空氣薄殼更具彈性，這就導致了氮氣和一小部分甲烷以及其他氣體的蒸發。這種蒸發由陽光碟機使，在冥王星248年間圍繞太陽高橢圓軌道的長途跋涉中，陽光的強度差別很大。
許多科學家認為，冥王星的大氣層因此急劇起伏，甚至當矮行星離太陽最遠時，它會完全坍塌。然而，最近根據美國宇航局平流層紅外天文學觀測站（SOFIA）發布的觀測結果，可能迫使科學家重新思考這些概念。
研究報告的主要作者、麻省理工學院Wallace天體物理觀測站主任Michael Person在本周的一份聲明中說：「現在，我們質疑冥王星的大氣層在未來幾年是否會坍塌——也許，它比我們想像的更有彈性。」
我們對該大氣層和冥王星本身的了解，大部分來自美國宇航局的"新地平線"任務，該任務中這顆矮行星於2015年7月飛過。
在這史詩般飛行的前兩周，SOFIA對冥王星的空氣有了更遠的觀察，研究這顆矮行星在遙遠的恆星前經過。SOFIA是一架經過改裝的波音747噴氣式飛機，配備近9英尺寬（2.7米）的望遠鏡，凝視著星光穿過冥王星的大氣層。
這種"神秘"僅2分鐘可見，而且僅能從紐西蘭附近的太平洋中的一小塊地區可觀測到。最初，SOFIA以充分的時間就位，但是最新的預測顯示，這個微弱的陰影投落在海浪上，比之前認為的要向北偏離200英裡(320公裡)，這使飛機不得不在事件發生前兩小時進行修正。
SOFIA科學運營部副主任William Reach在同一份聲明中說，「捕捉陰影有點混亂。SOFIA的機動性的好處是，但修改後的飛行計劃必須由空中交通管制部門批准。」
「過程中是有一些緊張的時刻，但是整個團隊堅守崗位，空中管制部門最終批准了我們的飛行計劃（來自原文上下文），」瑞奇說，「我們正好在適當的時機到達了冥王星的陰影（注），對此我們感到非常高興！」
SOFIA能夠觀測到冥王星大氣層的中間層，同時收集到紅外和可見光波長的數據。在此兩周後，在「新視野號」飛越過程中，「新視野號」則在無線電波段和紫外波段採集了有關大氣上層和下層的信息。
美國宇航局官員在同一份聲明中寫道：「這兩次觀測時間如此之近，提供了冥王星大氣層的最完整圖景。」
例如，「新視野號」的影像顯示，冥王星大氣具有明顯的藍色調，就像地球的空氣一樣。人們認為該顏色是由細小的霧狀顆粒產生的，這些霧狀顆粒優先反射短波長的藍光。
研究小組成員說，SOFIA的觀察結果證實了這些顆粒的存在並對其進行了表徵，發現每個微粒的直徑僅有0.06至0.10微米，是人的頭髮直徑的1/1000。
在分析了這些和其他結果（包括SOFIA的前身Kuiper機載天文臺從1975年至1995年觀測的信息）後，珀爾及其同事判斷冥王星的大氣可能會在很短的時間範圍內演化，並在短短的幾年內逐漸消失或增厚。
這個短暫的周期表明，除了冥王星與太陽之間的距離以外，還有其他因素正在影響冥王星的大氣粒子。研究人員舉例說，當冥王星表面的豐富冰層正好被太陽照射時，可能會出現濃霧。
帕爾說：「還有很多我們不了解的地方，但是我們現在不得不重新考慮以前的預測。」「冥王星的大氣層崩潰的速度可能比以前預計的要慢，或者根本沒有崩潰。我們必須繼續對其進行監視才能發現。」
該研究於2019年11月首次發表在《伊卡洛斯》雜誌的網站上。
SOFIA追趕掩星計劃或遭終止：美國總統唐納·川普擬取消該計劃2021年的預算。但這不一定就宣判了該項目死刑，因為只有國會通過之後，才是最終的預算決定，而SOFIA（這是一個由NASA和德國航空航天中心組成的聯合項目，後者以德文首字母縮寫DLR著稱）之前從未提出過解約。
註：即觀測到掩星現象。掩星（Occultation）是一種天文現象，指一個天體在另一個天體與觀測者之間通過而產生的遮蔽現象。一般而言，掩蔽者較被掩者的視面積要大。
作者：Mike Wall
FY：Astronomical volunteer team
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