冥王星可能从诞生之初就存在地下海洋

小科

　　一项新研究发现，尽管今天的冥王星以寒冷著称，但最初很可能是一颗快速形成的炎热星球。研究人员表示，这一结果表明，冥王星可能在其生命早期就拥有一个地下海洋，这可能增加了它孕育生命的可能性。换句话说，冥王星可能比原先预想的更适合居住。

　　冥王星是太阳系内已知体积最大、质量第二大的矮行星（当然，比其他行星还是小了很多，只有月球质量的六分之一，月球体积的三分之一）。在先前的研究中，科学家猜想冥王星起源于遥远的柯伊伯带（海王星轨道外的天体密集圆盘状区域），由冰冻岩石聚集而成。尽管有证据表明，目前在冥王星厚厚的冰冻外壳下存在着一个液态海洋，但研究人员认为，这一地下海洋是在冥王星诞生很久之后，由于核心的放射性元素衰变发热使冰层融化之后而形成的。

　　这项新研究则认为，冥王星并不是在低温中形成的，而是有一个火热的开端，并且充满爆发力。“当我们今天观察冥王星时，我们看到的是一个非常寒冷的冰冻世界，表面温度大约为45开尔文（零下228摄氏度），”该研究的主要作者、美国加州大学圣克鲁兹分校的行星科学家卡弗·比尔森（Carver Bierson）说，“我觉得很令人惊讶的一点是，通过观察并记录冥王星表面的地质情况，我们可以推断冥王星的形成非常迅速且剧烈，使其内部温度上升到足以形成地下海洋的程度。”

　　研究人员分析了冥王星表面所谓的“延展特征”。水在结冰时会膨胀，因此当冥王星内部冷却时，其表面会拉伸并产生可识别的结构。

　　2015年，美国国家航空航天局的“新视野号”（New Horizons）探测器到达了距离冥王星1万公里的位置，对这颗矮行星的地质情况进行了观测。研究人员将观测结果与冥王星起源和演化的各种模型进行了比较。如果冥王星是在低温时形成的，那么在星球历史的早期，由于放射性元素衰变放热使冰融化，其冰冻外壳就会经历压缩；在这些放射性元素分解殆尽，冥王星冷却之后，星球表面的外壳就会延展。然而，研究人员发现，在以高分辨率拍摄的冥王星表面图像中，最古老的部分并没有显示任何压缩的明显迹象。

　　如果冥王星的形成是快速而猛烈的，那么形成冥王星的岩石碰撞所产生的热量会相对较快地消退，导致其冰壳迅速增长，在历史早期产生了延展特征。当放射性元素衰变产生的热量成为主要因素时，表面冰壳的增长就会暂停；当放射性元素分解时，冰壳又会恢复冻结，并随着时间推移而慢慢地形成延展结构。

　　研究人员在冥王星冰冻表面上看到的延展特征，比如冰壳上的裂缝，以及神秘的山脊和沟槽系统，都表明冥王星有一个炙热的开端。

　　卡弗·比尔森说：“我认为最令人兴奋的是，在柯伊伯带的大型天体形成之时，地下海洋可能是普遍的现象。”

　　这些发现表明，冥王星和柯伊伯带中的其他大型矮行星，如阋神星（Eris）、鸟神星（Makemake）和妊神星（Haumea）等，都可能自形成以来就拥有地下海洋。研究人员表示，如果这一推断得到证实，将很可能影响这些遥远冰封世界的潜在可居住性。

　　“到目前为止，我们还不知道在任何世界上出现生命所需的成分或配方，”比尔森说，“不过我们认为液态水是一种重要的成分，而这项工作表明，冥王星拥有液态水已经很长时间了。”

　　比尔森也很谨慎地表示，新视野号只能拍摄冥王星北半球大约一半的高分辨率图像。“也许在不经意间，我们错过了一些记录了大规模压缩特征的古代地形，”他说，“你可以想象，如果只观察地球表面四分之一的地质情况，你可以了解到很多东西，但也会失去一些背景信息。目前，我们只能利用现有资源进行分析。未来我们还需要另一艘探测器返回冥王星，对其余的表面进行拍摄，才能真正发现我们错过了什么。”

　　研究人员在6月22日的《自然-地球科学》（Nature Geoscience）网络版上详细介绍了他们的发现。（任天）