新地平线号发现冥王星上的蓝天和水冰

摘要

由新地平线号上的多光谱可见光成像相机(MVIC)拍摄的冥王星蓝色霾层照片。科学家们认为这一高空霾和土卫六上的霾性质相近。这两颗星球上的霾的来源应该是氮和甲烷经阳光照射产生化学反应后生成的较小的烟尘状的颗粒(称为tholin,音译为托林),这些颗粒在降落到星球表面的过程中不断长大。这张图片是把蓝色、红色和近红外图像通过软件整合成最为接近人眼感知的色彩。

冥王星2新地平线1

(冥王星上的蓝天:由新地平线号上的多光谱可见光成像相机(MVIC)拍摄的冥王星蓝色霾层照片。科学家们认为这一高空霾和土卫六上的霾性质相近。这两颗星球上的霾的来源应该是氮和甲烷经阳光照射产生化学反应后生成的较小的烟尘状的颗粒(称为tholin,音译为托林),这些颗粒在降落到星球表面的过程中不断长大。这张图片是把蓝色、红色和近红外图像通过软件整合成最为接近人眼感知的色彩。)

Credits: NASA/JHUAPL/SwRI 图片来源:NASA/JHUAPL/SwRI

 新地平线号探测器上周发回的首张冥王星大气层中霾的彩色照片显示此霾为蓝色。

“谁会想到柯伊伯带天体的天空会是蓝色的?这简直太棒了。”美国西南研究院(SwRI)的新地平线号首席科学家Alan Stern说。

”霾颗粒本身应该是灰色或红色的,但冥王星上的霾散射蓝光的方式却引起了新地平线号科学家小组的注意。“这一醒目的蓝色告诉我们关于雾霾颗粒的大小和组分。”同样来自于SwRI的研究小组成员Carly Howett说,“蓝色天空通常是由非常小的颗粒散射阳光而造成的。在地球上,这些颗粒是非常微小的氮分子,在冥王星上,这些稍微大一些——但依然非常微小——的颗粒是被称为托林(tholin)的烟尘状颗粒。”

科学家们相信托林颗粒是在大气层高处形成的,在这里阳光中的紫外线分解并电离氮气分子和甲烷分子,这些带电离子互相反应形成越来越复杂的带正电或负电的离子。当它们再度结合时,这些离子会形成非常复杂的大分子,这一过程之前在土卫六的高层大气中首次被观察到。这些复杂的大分子继续结合并长大直到成为小颗粒为止;在这些颗粒穿过大气层降落到“地”表的过程中,挥发性气体凝结在这些颗粒表面并和冰雾一起将颗粒包裹起来,使得冥王星表面呈现为红色。

第二个重大发现是,新地平线号在冥王星上探测到许多露出水冰的小区域。这一发现基于新地平线号上的拉尔夫光谱成像仪所收集到的数据。

新地平线2

(冥王星上的水冰:这张来自于新地平线号拉尔夫光谱成像仪的合成图片中蓝色部分就是有暴露水冰的区域,这张照片是把多光谱可见光成像相机(MVIC)和线性平行影像光谱仪(LEISA)所获得的可见图像整合而成的。水冰最显著的是照片左方位于埃里奥特火山口(Elliot crater)西面的维吉尔谷(Virgil Fossa)区域, 以及照片上方的维京地带(Viking Terra)那片区域。另一个水冰暴露的主要区域是图片中右侧的贝尔峰(Baré Montes)处,其中有许多是很小的水冰暴露区域,绝大多数位于山之间的火山口和山谷之间。图片显示区域宽度达280英里(450公里)。注意:目前所有冥王星表面构造的名称都是非正式的。)

Credits: NASA/JHUAPL/SwRI 图片来源:NASA/JHUAPL/SwRI

 “冥王星上大范围的区域没有看到暴露的水冰。”来自SwRI的小组成员Jason Cook说,“因为显然冥王星的大部分地区都被更易挥发的冰(固态氮)所覆盖。要搞明白为何水会在这些地方出现,而不是在其他地方出现,这是一个挑战,而现在我们正在研究这个问题。”

这一发现令人好奇的是,这些光谱标记上明显显示出是水冰的区域,对应于最近公布出的彩色照片上明亮的红色区域。“我觉得很吃惊的是这些水冰会这么红。”来自马里兰大学学院市分校的小组成员Silvia Protopapa说,“我们还不知道水冰和冥王星表面的红色托林之间有何关系。”

目前新地平线号距离地球31亿英里(合50亿公里),所有系统状况良好,运行正常。

Last Updated: Oct. 9, 2015Editor: Lillian Gipson)(无穷的探索/译)

原文链接地址: http://www.nasa.gov/nh/nh-finds-blue-skies-and-water-ice-on-pluto

 

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