2018年8月15日晚，當(dāng)冥王星從一顆恒星前面經(jīng)過時(shí)，西南研究院(SwRI)領(lǐng)導(dǎo)的天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)在美國(guó)和墨西哥的許多地點(diǎn)部署了望遠(yuǎn)鏡，觀察冥王星的大氣層，因?yàn)樗晃恢昧己玫暮阈嵌虝旱卣诒沃?科學(xué)家們利用這次掩星事件來(lái)測(cè)量冥王星脆弱的大氣層的總體豐度，并發(fā)現(xiàn)了令人信服的證據(jù)，即隨著冥王星離太陽(yáng)的距離越來(lái)越遠(yuǎn)，它正在開始消失，重新凍結(jié)在其表面。

掩星現(xiàn)象持續(xù)了大約兩分鐘，在此期間，當(dāng)冥王星的大氣層和固體從它面前經(jīng)過時(shí)，這顆恒星就從視野中消失了。這顆恒星消失和重新出現(xiàn)的速度決定了冥王星大氣層的密度曲線。

SwRI空間科學(xué)和工程部的高級(jí)項(xiàng)目經(jīng)理Eliot Young博士說(shuō)："自1988年以來(lái)，科學(xué)家們一直使用掩星事件來(lái)監(jiān)測(cè)冥王星的大氣層變化。新視野號(hào)任務(wù)從其2015年的飛越中獲得了一個(gè)很好的密度剖面，與冥王星的大體大氣層每十年翻一番相一致，但是我們2018年的觀測(cè)沒有顯示出這種趨勢(shì)從2015年開始延續(xù)。"

部署在陰影路徑中間附近的幾臺(tái)望遠(yuǎn)鏡觀察到了一種被稱為"中央閃光"的現(xiàn)象，這是由于冥王星的大氣層將光線折射到陰影最中心的一個(gè)區(qū)域造成的。當(dāng)測(cè)量一個(gè)有大氣層的物體周圍的掩星現(xiàn)象時(shí)，光線在穿過大氣層時(shí)變暗，然后逐漸恢復(fù)。這在U形光曲線的兩端產(chǎn)生了一個(gè)適度的斜率。2018年，冥王星大氣層的折射在其陰影中心附近產(chǎn)生了一個(gè)"中央閃光"，使其變成了W形曲線。

Eliot說(shuō)：“2018年看到的中央閃光是迄今為止任何人在冥王星掩星中看到的最強(qiáng)的閃光。中央閃光讓我們對(duì)冥王星在地球上的陰影路徑有了非常準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。”

冥王星的大氣層主要組成部分是氮?dú)?。與地球不同的是，冥王星的大氣層是由其表面冰的蒸氣壓力支持的，這意味著表面冰的溫度的微小變化將導(dǎo)致其大氣層的體積密度的巨大變化。冥王星需要248個(gè)地球年才能完成圍繞太陽(yáng)的一個(gè)完整的軌道，它的距離從它最近的地方，離太陽(yáng)大約30AU到50AU不等。

在過去的20多年里，隨著冥王星離太陽(yáng)越來(lái)越遠(yuǎn)，它接受的陽(yáng)光也越來(lái)越少，但是，直到2018年，它的表面壓力和大氣密度仍在增加?？茖W(xué)家們把這歸因于一種被稱為熱慣性的現(xiàn)象。

"對(duì)此的一個(gè)比喻是太陽(yáng)加熱海灘上的沙子的方式，"SwRI工作人員科學(xué)家Leslie Young博士說(shuō)，他專門為外太陽(yáng)系中的冰體的表面和大氣之間的互動(dòng)建模。“陽(yáng)光在正午時(shí)分最為強(qiáng)烈，但沙子會(huì)在下午繼續(xù)吸收熱量，所以在下午的時(shí)候最熱。冥王星大氣層的持續(xù)存在表明，冥王星表面的氮?dú)獗鶐?kù)被地表下儲(chǔ)存的熱量所保持溫暖。新的數(shù)據(jù)表明它們正在開始冷卻。”

冥王星最大的已知氮庫(kù)是Sputnik Planitia平原。這些數(shù)據(jù)將幫助大氣建模者提高他們對(duì)冥王星次表層的理解，特別是關(guān)于與觀察到的熱傳導(dǎo)限制相適應(yīng)的成分。

關(guān)鍵詞： 大氣層 冥王星 科學(xué)家 太陽(yáng)