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科學人新聞

冥王星的神秘大氣層

2003/07/25 宋宜真
太陽光漸弱,但冥王星的大氣層不縮反漲?

重點提要

2002年,冥王星與一顆恆星排成一直線,在萬丈光芒的襯托下,天文學家有機會一睹這顆最神秘行星的大氣層,但是結果讓人頗為吃驚。

在太陽系中,就剩下一顆行星還沒有太空船造訪過;這顆行星就是距離地球最遙遠的冥王星。要一探這顆行星的究竟可不容易,不過,要是其他的恆星肯好好配合,就有可能從地球上觀測冥王星。去年,冥王星正走到一顆閃亮的恆星面前,它那層稀薄的大氣(它的大氣壓力大概只有地球的百萬分之一)便因此現身。天文學家發現,當冥王星遠離太陽時,它的大氣並不如預期般地收縮,反而會擴張。


冥王星是九大行星之中距離地球最遙遠的一顆,它得花上248年才繞太陽一周,對人類的生命週期來說,實在是太長了。冥王星的軌道也是最扁的,長徑高達50天文單位(AU,一個AU等於地球到太陽的平均距離),短徑則有30AU。根據科學家的想法,冥王星上的溫度應該會隨著太陽光照射的熱度而改變,而且氣壓也會隨之改變。在篩選冥王星大氣組成成份時,發現主要的氣體很可能是易揮發的氮分子;冥王星通過近日點時,氮分子的蒸氣壓會達到最高峰,甚至超過冥王星的大氣壓。不過,一旦冥王星的表面溫度下降,氮的蒸氣壓也會大幅下滑,而在冥王星逐漸遠離太陽的幾十年當中,冥王星的表面應該會逐漸冷卻,大氣便也隨之收縮。


但是,美國麻省理工學院的艾略特(James Elliot)及法國巴黎天文台的西卡第(Bruno Sicardy)等人從去年開始觀測冥王星,他們發現,即便冥王星目前正迅速遠離太陽,接收到的太陽光越來越少,但它的大氣層溫度卻不降反升,而且體積竟然還像加熱般地膨脹起來。根據艾略特與西卡第等人剛於7月18日出版的《自然》上發表的觀測結果,事實上,自從1989年冥王星通過近日點之後,14年來,它的溫度上升了1℃。這到底是什麼原因呢?


冥王星上的氣溫會有波動變化,而太陽照射在該行星上的熱度也有波動變化,研究人員認為,前者的變動比起後者要稍慢一些,因此目前冥王星遠離太陽所應該表現出的失溫現象,或許得等到10年之後才會表現出來,而這也就是科學家觀測到冥王星大氣層還在擴張的緣故。


美國亞利桑那大學的哈巴德(William Hubbard)如此說道:「若從長期來看,冥王星是一定會發生冷卻和大氣收縮現象的。未來幾年,冥王星的軌道會讓我們有機會得知關於它的知識,希望到時候科技已經進步到可以策動這樣的太空任務。」而想要進一步了解冥王星,還得等太空船真正登上這顆最遙遠的行星才會知道吧。


【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2003年第17期7月號】


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