凯发k8登录网址:柯伊伯带地表大气之谜

  描绘的矮行星塞德娜，它坐落悠远的柯伊伯带。（美国航空航天局/喷气推动实验室/加利福尼亚理工学院）

  新的研讨称，冥王星和悠远柯伊伯带的另一颗矮行星塞德娜之间有着显着化学差异，有助于科学家确认它们各自的质量。

  柯伊伯带坐落海王星轨迹之外，是冥王星和大多数已知矮行星以及一些被认为是太阳系行星构成年代遗址——彗星的所在地。

  柯伊伯带天体上是冰雪的国际，能够正常的看到数十亿年前的姿态，”该研讨的主榜首作者、北卡罗来纳州埃隆大学的研讨员阿米莉亚·贝塔蒂解说说，对它们的研讨用于了解行星的构成和演化。

  最近经过詹姆斯·韦伯太空望远镜（詹姆斯·韦伯太空望远镜）进行了近红外光谱研讨，发现冥王星外表有甲烷和乙烷散布，在外太阳系中常常发现的首要挥发性分子，广泛认为是行星构成时的残留物。宽度不到冥王星的一半的”塞德娜”，则只要甲烷。

  假定形成这种差异的原因是塞德娜比冥王星小得多，所以引力更弱，”贝塔蒂告知Space。com。“引力较弱的状况下，甲烷在数十亿年内得以逃逸到太空中，而乙烷是一种更重的化合物，会留在近地外表。”

  尽管之前的研讨现已确认了挥发物的物体能不能保存的一般边界，但冥王星和塞德娜之间的差异为特定的逃逸进程怎么刻画这些悠远物体的外表成分供给了新的头绪。塞德娜挨近挥发性物质丢失的质量阈值，着重了解某些化学物质怎么保存或丢失的重要性，特别是在比较不同的柯伊伯带天体时。

  经过研讨甲烷和乙烷怎么从塞德娜中逸出，然后核算出塞德娜的质量，以解说它现在的天体外表组成。”“为了解说塞德娜上没有甲烷却有乙烷的存在，有必要进步塞德娜的最小质量估量。重要性在于它有助于完善对塞德娜的星体结构和演化的了解。”

  在他们的研讨中，贝塔蒂和来自美国宇航局喷气推动实验室和加州理工学院的合著者乔纳森·兰尼尔模拟了塞德娜上甲烷和乙烷的水平。他们用两个相似物验证了模型的精确性：67P/丘留莫夫-格拉西门科彗星和土星的卫星土卫二。欧洲的罗塞塔号探测器近距离研讨了彗星67P，美国宇航局的卡西尼号探测器在土星体系期间收集了很多关于土卫二的数据。

  贝塔蒂说：“这两个物体都有清晰的丈量成果，都来自太阳系外，并证明了它们的相似化学性质。”为了弄清楚是否有满足的甲烷和乙烷从这些物体中逸出，不再呈现在星体的外表光谱中，科学家们还要估量这类化学物质从开始被困在里面的数量。

  他们在两种不同的状况下做了研讨。一种假定是，甲烷和乙烷与水冰的份额与在土卫二上丈量到的相似，另一种假定是冬天在67P彗星上获取数据核算的份额，有助于了解这些化合物跟着时刻的推移或许呈现的丢失状况。

  “（个人会运用）琼斯逃逸模型，这是一种由大气温度驱动的热逃逸，其间移动最快的分子超越逃逸速度，其实大部分分子没有超越，”贝塔蒂说。他们还运用了另一种称为流体动力学逃逸的模型，这种模型发生在大部分分子电解质能够逃逸的状况下，而不仅是那些散布在高速分子团外端的分子。“大部分大气都在运动，逃逸到太空中，”贝塔蒂说。

  该模型标明，甲烷在冥王星上保持稳定，但因为塞德娜的质量较低，甲烷从塞德娜中逸出。但是，乙烷在两个物体上都保持稳定，即便运用两种不同的放气率——100％（标明挥发性物质彻底开释）和10％（开释较少）。这一成果与观测到的星体外表光谱共同，并为塞德娜供给了更精确的质量估量。该模型还解说了柯伊伯带另一颗被称为“公公”的天体上没有甲烷的原因。

  和赛德娜相同，“公公”行星地表也缺少甲烷。”“因为‘公公’行星的巨细与塞德娜相似，甲烷必定是以相似的方法从行星逸出的。标明较小的柯伊伯带天体跟着时刻的推移会失掉甲烷，而较大的天体，如冥王星，能够保存甲烷。“假如科学家们知道不同的柯伊伯带天体上有几率存在哪些气体，它们的逃逸比率以及它们曩昔的化合成分，他们就能更好地方案未来的使命。”

  这些发现与詹姆斯·韦伯太空望远镜的观测相结合，将协助科学家了解柯伊伯带表里的大气和外表成分是怎么改变的。

  “它突出了詹姆斯·韦伯太空望远镜是怎么彻底改变咱们对最悠远的太阳系天体的了解的，”贝塔蒂说。