研究揭示冥王星表面多边形由来

来源：中国科学报

冥王星

　　新研究表示，矮行星冥王星冰面上发现的奇怪的多边形可能是几千米厚的固态氮气层之间对流的结果。日前发表在杂志上的两篇论文显示冥王星赤道地区巨大的椭圆形盆地，被称为史波尼克高原，充满了主要由氮气形成的冰，这些冰形成了厚度为10千米到40千米的多边形，中心区域比边缘高出几十米。为了解释该地形的由来，研究人员提出了热胀冷缩和对流两种机制。

　　美国华盛顿大学William McKinnon团队在近日发表于《自然》的研究中揭示，“新地平线”号（New Horizons）航天器的测量数据显示，当氮冰的厚度超过1千米时，必须要通过对流才能解释冥王星的热力学流动条件。研究通过数值模拟发现，对流产生的翻转可以解释多边形的巨大横向宽度和史波尼克高原表面冰层的纵向移动速度。研究估计每过50万年，整个地区的表面就会完全更新一次。研究人员表示，类似的让冰层不断更新的对流过程可能也发生在其他柯伊伯带的行星上。柯伊伯带是海王星轨道以外的一个圆盘状区域，普遍认为含有彗星、小行星和其他含冰的天体。

　　在另一篇发表于《自然》的研究中，普度大学Alexander Trowbridge团队使用史波尼克高原上的氮冰数值模型，也得出了冥王星在发生有力的对流现象。另外，氮冰中缺乏脆性变形的特征也不符合热胀冷缩的解释。

　　在发表于《自然—地球科学》的评论中，休斯敦月球与行星研究所Paul Schenk和Francis Nimmo写道，“冥王星和卡戎卫星告诉人们，行星上的过程总是类似的，无论你在太阳系的什么地方。”