[轉貼]凱倫或許有極冷的冰泉噴發

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[轉載自臺北市立天文科學教育館]
http://www.tam.gov.tw/frame/news_frame.htm


天文學家利用雙子天文台（Gemini Observatory）的最新研究顯示：冥王星最大的衛星--凱倫（冥衛一，Charon）表面或許有冰泉（frigid geyser）從地殼的裂隙噴出，使其表面部分地區被冰晶覆蓋。

　　

       美國亞利桑納州立大學天文學家Jason Cook等人利用位在夏威夷的雙子北座望遠鏡（Gemini North telescope）以近紅外波段觀測凱倫，結果發現凱倫表面散佈著氫氧化氨（ammonia hydrates）和水的冰晶沈積物。

　　

         Cook等人認為：由於太陽系誕生之初的原始水冰或氫氧化氨冰等受太陽紫外輻射和宇宙線照射數萬年之後就會失去結晶晶形，所以雙子北座望遠鏡觀測到的冰晶應該是後來形成的。他們認為：由於凱倫的表面幾乎全部被水冰覆蓋，所以或許有大量液態水和氨水的混合物儲存在凱倫內部深處，並因氨的存在使水某些物質保持在液態的狀態；這些液體被推向凱倫表面，如同一座座的冰火山，噴向絕對溫度僅40～50度的極冷太空中，瞬間凝華成冰晶，再如同雪花般飄落、沈澱在凱倫表面。這個過程可能每10萬年只會發生幾個小時到幾天而已，但已足以使凱倫部分表面被這些冰晶重新覆蓋約1毫米厚。


      

     　冥王星和凱倫的質量相差不大（約8:1），兩者的自轉被潮汐鎖定，永遠以同一面面對彼此：冥王星與凱倫互繞一週的公轉時間，與冥王星及凱倫自轉一週的時間一樣，都是6.3天。目前天文學家認為冥王星與凱倫都屬於古柏帶（Kuiper Belt）的一份子，而凱倫比冥王星更像典型的古柏帶天體應有的大小，因此Cook等人認為或許大小與組成成分類似的古柏帶天體，可能與凱倫一樣，在其表面下方深處都有龐大的「儲水槽」；換言之：如果凱倫的表面下方有液態海洋，則直徑500公里以上的古柏帶天體也應該都有地下液態海洋。如果此假設為真，則整個古柏帶所含有的液態水量比地球上還多。

　

       　冰火山作用在太陽系外側區域很可能是非常普遍的情形。土衛二（Enceladus）和木衛二（歐羅巴，Europa）都顯示受到巨大行星和鄰近大衛星的龐大潮汐作用力的影響，使得表面冰層出現如虎紋般的裂隙條紋，內部液體湧出表面而形成冰火山；1970-1980年代航海家2號飛掠天王星衛星天衛一（Ariel）時也曾拍攝到活躍的冰火山作用（cryovolcanism）。然而，古柏帶天體如凱倫、夸奧爾（Quaoar）、Orcus等並沒有潮汐擠壓作用的來源，卻顯示也有冰火山作用的證據，這是一件非常有趣的事。

　

        不過，由於這個研究結果只是間接經由近紅外光譜偵測的結果，要證明凱倫等古柏帶天體是否確實有冰火山，可能得等到2015年新視界號太空船（New Horizons）抵達此區並傳回照片才能確定。