冥王星的冰冷心脏每天都在跳动，向矮行星喷射氮气

美国国家航空航天局（NASA）的“新视野”（New Horizo​​ns）航天器捕获的高分辨率图像显示了冥王星“心脏”或人造卫星“ Planitia”的西部叶的广阔范围，该叶富含氮，一氧化碳和甲烷冰。

冥王星著名的心形结构，叫做Tombaugh Regio，在NASA的“新视野”任务于2015年捕获了这颗矮行星的镜头后就迅速成名，这表明它不是贫瘠的世界科学家认为的那样。

现在，新的研究表明冥王星著名的氮气心脏控制着它的大气循环。了解冥王星大气层的行为方式，为科学家们提供了另一个与我们自己的星球进行比较的地方。这些发现可以查明地球与数十亿英里外的矮行星之间的相似和独特特征。

氮气是地球上空气中也存在的一种元素，它构成了冥王星稀薄大气的大部分，以及少量的一氧化碳和温室气体甲烷。冷冻的氮气也以心脏的形状覆盖了冥王星的表面。白天，一层薄薄的氮气冰会变暖并变成蒸气。在晚上，蒸气凝结并再次结冰。每个序列就像一个心跳，在矮行星周围泵送氮气。

AGU的《地球物理研究杂志》上的新研究：行星认为，这种循环推动冥王星的大气层沿与自旋相反的方向循环-这是一种独特的现象，称为逆转。当空气鞭打接近地面时，它会传递热量，冰粒和雾状颗粒，从而在北部和西北部地区形成深色的风条纹和平原。

美国加利福尼亚州宇航局艾姆斯研究中心的天体物理学家和行星科学家坦古·贝特兰德（Tanguy Bertrand）说：“这突显出冥王星的大气和风-即使大气密度非常低-也会影响地面。”

冥王星的大部分氮气冰仅限于Tombaugh Regio。它的左侧“波瓣”是一个1,000公里（620英里）的冰盖，位于一个名为Sputnik Planitia的3公里（1.9英里）深的盆地中，该地区由于低海拔而拥有大部分矮行星的氮冰。 。心脏的右侧“波瓣”由延伸到盆地的高地和富氮冰川组成。

伯特兰德说：“在《新视野》之前，每个人都认为冥王星将是一个篮球，完全是平坦的，几乎没有顽固性。”“但这是完全不同的。这里有很多不同的景观，我们正在尝试了解那里发生了什么。”

西方风

伯特兰德和他的同事们开始确定循环空气（比地球稀薄的空气十万倍）如何塑造表面上的特征。该小组从New Horizo​​ns 2015飞越中获取了数据，以描绘冥王星的地形及其氮冰覆盖层。然后，他们使用天气预报模型模拟了氮循环，并评估了风如何吹过地表。

该小组发现冥王星在一年中的大部分时间里都是向后旋转，向西吹4公里（2.5英里）以上的风，向西吹–与矮行星的东旋相反。根据这项新的研究，当汤博·雷吉奥内的氮气在北部蒸发并在南部变成冰时，其运动会触发向西风。除了海王星的卫星海卫一以外，太阳系中没有其他地方具有这样的气氛。

研究人员还发现了沿着人造卫星普朗蒂亚盆地西边界的快速移动的近地表空气流。气流就像地球上的风一样，例如亚洲东部边缘的黑潮。根据新的发现，大气中的氮气凝结成冰会驱动这种风向。Sputnik Planitia的高悬崖将冷空气困在盆地内部，在这里流通并在流经西部地区时变得更强。

强烈的西方边界流的存在使亚利桑那大学图森市行星科学研究所的行星科学家Candice Hansen-Koharcheck兴奋了，他并未参与这项新研究。

她说：“这很大程度上是由于地形或设置的特殊性所致。”“令我印象深刻的是，冥王星的模型已经发展到可以谈论区域天气的程度。”

从更广泛的角度来看，汉森·科哈尔格克（Hansen-Koharcheck）认为这项新研究很有趣。她补充说：“冥王星跳动的心脏的整个概念是思考它的绝妙方式。”

这些来自冥王星氮心的风型可能解释了为什么它在人造卫星Planitia的西边拥有黑暗的平原和风条纹。风可以传递热量（这会使表面变暖），也可能通过传递和沉积雾状颗粒而使冰腐蚀并使之变暗。如果矮行星上的风向不同方向旋转，那么它的景观可能看起来就完全不同了。

伯特兰德说：“人造卫星Planitia对冥王星的气候可能与海洋对地球的气候一样重要。”他补充说：“如果您删除人造卫星行星-如果您删除了冥王星的心脏-您将不会有相同的发行量。”

这些新发现使研究人员能够探索异国情调的世界大气，并将发现的知识与对地球的了解进行比较。这项新研究还照亮了距太阳60亿公里（37亿英里）的天体，一颗一颗吸引着全世界观众的心。

“冥王星对每个人都有一些神秘感，”贝特兰德说。