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科學家發現冰冷矮行星中地熱活動的證據

科學


科學家發現冰冷矮行星中地熱活動的證據


由西南研究所共同領導的一個團隊在冰冷的矮行星厄里斯和馬克馬克（藝術插圖）深處發現了熱液或變質活動的證據 。厄里斯和Makemake位于太陽系邊緣海王星軌道之外的柯伊伯帶 ， 這是一個巨大的環形冰體區域，大小與冥王星及其衛星卡戎相當 。鳴謝:西南研究院
據西南研究院：由西南研究所共同領導的一個團隊在位于柯伊伯帶的冰冷矮行星厄里斯和馬克馬克內發現了熱液或變質活動的證據 。在其表面檢測到的甲烷在其巖石內核中具有溫暖甚至炎熱的地球化學跡象，這與彗星的甲烷特征明顯不同 。
“我們在涼爽的地方看到了一些有趣的炎熱時期的跡象 ， ”SwRI大學的克里斯托弗·格林博士說，他是行星地球化學專家，也是這項發現的一篇論文的主要作者 。
“我參加這個項目時認為，大型柯伊伯帶天體（kbo）應該有古老的表面，這些表面充滿了從原始太陽星云繼承的物質，因為它們的冷表面可以保存甲烷等揮發物 。相反，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）給了我們一個驚喜 。我們發現了證據表明厄里斯和Makemake內部產生甲烷的熱過程 ?！?br>柯伊伯帶是太陽系邊緣海王星軌道以外的一個巨大的環形冰體區域 。厄里斯和Makemake的大小與冥王星及其衛星卡戎相當 。這些天體可能形成于太陽系歷史的早期，大約45億年前 。由于遠離我們太陽的熱量，kbo被認為是冰冷、死亡的物體 。
JWST研究的最新成果首次觀測到了厄里斯和馬克馬克表面的同位素分子 。這些所謂的同位素是含有不同中子數的原子的分子 。它們提供了有助于理解行星演化的數據 。
JWST團隊測量了矮行星表面的成分，特別是甲烷中氘（重氫）與氫（氫）的比例 。氘被認為是在大爆炸中形成的，氫是宇宙中最豐富的原子核 。行星體的D/H比值可以提供有關含氫化合物的起源、地質歷史和形成途徑的信息 。

科學家發現冰冷矮行星中地熱活動的證據


SwRI的科學家們利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的數據模擬了地下地熱過程 ， 這可以解釋甲烷是如何出現在厄里斯和馬克馬克的表面的 。這兩顆矮行星位于遙遠的柯伊伯帶 。這幅插圖指出了三種可能性，包括液態水可能存在于太陽系邊緣遠離太陽熱量的這些冰體內 。鳴謝:西南研究院
“我們在JWST觀測到的適中的D/H比掩蓋了在古老表面存在原始甲烷的事實 。格林說:“原始甲烷的D/H比要高得多 ?！?br>“相反，D/H比值表明甲烷產生于地球內部深處 。D/H比就像一扇窗戶 。我們可以用它來窺視地下 。我們的數據表明這些世界的巖石核心溫度升高，因此甲烷可以被加熱 。分子氮（N2）也可以產生，我們在厄里斯看到了它 。熱核也可能指向其冰冷表面下液態水的潛在來源 ?！?br>在過去的二十年里，科學家們已經了解到，冰世界的內部演化程度比以前認為的要高得多 。在幾個冰冷的衛星上發現了地下海洋的證據，如土星的衛星土衛二和木星的衛星木衛二 。液態水是決定潛在行星宜居性的關鍵因素之一 。
科學家們將在未來幾年中研究厄里斯和Makemake中存在海洋的可能性 。如果它們中的任何一個適合居??，那么它将成为太鸭c抵鋅贍苤С稚淖鉅Ｔ兜氖瀾?。尋找內部驅動過程的化學指標使他們朝著這個方向邁出了一步 。
“如果厄里斯和馬克馬克在其巖石內核中擁有，或者可能仍然擁有溫暖甚至炎熱的地球化學，那么低溫火山過程可能會將甲烷帶到這些行星的表面，也許是在地質上最近的時間，”威爾·格倫迪博士說 ， 他是洛厄爾天文臺的天文學家，格林的合著者之一和一篇姐妹論文的主要作者 。
“我們發現碳同位素比率（13C/12C）表明相對較新的重新浮出水面 ?！?br>這項工作是行星科學范式轉變的一部分 。人們越來越認識到 ， 冰冷的世界可能內心是溫暖的 。為這項研究開發的模型還指出了土星衛星泰坦上地熱氣體的形成，該衛星也有豐富的甲烷 。此外，對厄里斯和Makemake上意外活動的推斷強調了內部過程在塑造我們在大型kbo上看到的東西中的重要性，這與冥王星上的發現一致 。
“在新視野號飛越冥王星系統后，隨著這一發現，柯伊伯帶在承載動態世界方面比我們想象的要活躍得多，”格林說 ?！艾F在開始考慮派遣一艘飛船飛過這些天體中的另一個，將JWST數據置于地質背景中并不為時過早 。我相信我們會被等待著的奇跡所震驚 ?！?br>該論文發表在《伊卡洛斯》雜志上 。