当矮行星远离太阳时,冥王星的氮气大气正在凝结

矮行星冥王星的表面压力正在减小氮气氛根据本周的一项研究,这颗矮行星的表面正在凝结、形成冰第53届美国天文学会行星科学分会年会

在这张由新视野拉尔夫/多光谱可见成像相机(MVIC)拍摄的照片中,冥王星的雾霾层显示出蓝色。这种高空烟雾被认为在性质上与土星的卫星土卫六上看到的类似。这两种烟雾的来源可能与阳光引发的氮和甲烷的化学反应有关,导致相对较小的、类似煤烟的颗粒——称为托林(tholins)——在靠近地表时不断增长。这幅图像是由软件生成的,它结合了蓝色、红色和近红外图像的信息,以复制人眼能尽可能近地感知的颜色。图片来源:美国宇航局/约翰霍普金斯大学应用物理实验室/西南研究所。

在这张由新视野拉尔夫/多光谱可见成像相机(MVIC)拍摄的照片中,冥王星的雾霾层显示出蓝色。这种高空烟雾被认为在性质上与土星的卫星土卫六上看到的类似。这两种烟雾的来源可能与阳光引发的氮和甲烷的化学反应有关,导致相对较小的、类似煤烟的颗粒——称为托林——在靠近地表时生长。这幅图像是由软件生成的,它结合了蓝色、红色和近红外图像的信息,以复制人眼能尽可能近地感知的颜色。图片来源:美国宇航局/约翰霍普金斯大学应用物理实验室/西南研究所。

2018年8月15日,美国西南研究院的研究人员艾略特·杨和他的同事观测到了冥王星发生的恒星掩星现象,即恒星发出的光被前景物体(行星、卫星、光环或小行星)阻挡而无法到达观测者。

他们利用这次事件来测量冥王星稀薄大气的总体丰度。

他们发现了令人信服的证据,表明它正在开始消失,并在离太阳更远的地方重新冻结在其表面。

“自1988年以来,科学家们一直在利用掩星来监测冥王星大气的变化,”杨博士说。

美国宇航局的新视野号任务获得2015年飞近冥王星时的密度剖面非常完美,与冥王星的大气体积每十年翻一番一致,但我们2018年的观测没有显示这一趋势从2015年开始持续。”

天文学家观察到一种被称为中心闪光的现象,它是由冥王星的大气层将光线折射到阴影的正中心区域引起的。

当测量一个有大气层的物体周围的掩星时,光在穿过大气层时变暗,然后逐渐返回。

这在u形光曲线的两端产生了一个适度的斜率。

2018年8月15日,冥王星大气层的折射在其阴影中心附近产生了一个中心闪光,将其变成了w形曲线。

“2018年观测到的中央闪光是迄今为止冥王星掩星中最强的。中央的闪光让我们非常准确地了解了冥王星在地球上的阴影路径,”杨博士说。

和地球一样,冥王星的大气主要是氮,但与我们的地球不同,它的大气是由其表面冰的蒸汽压支撑的,这意味着表面冰的温度的微小变化会导致其大气的体积密度的巨大变化。

冥王星绕太阳公转一周需要248地球年,距离太阳最近的点(30到50天文单位)不同。

在过去的25年里,随着冥王星离太阳越来越远,它接收到的阳光越来越少,但直到2018年,它的表面压力和大气密度继续增加。天文学家将此归因于一种叫做热惯性的现象。

同样来自西南研究所的莱斯利·杨博士说:“这与太阳加热海滩上的沙子的方式类似。”

“正午的阳光最强烈,但沙子会在整个下午继续吸收热量,所以下午晚些时候是最热的。”

冥王星大气的持续存在表明,冥王星表面的氮冰库是通过地表下储存的热量来保持温暖的。新的数据表明,它们正在开始冷却。”

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