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科学家发现冥王星外矮行星可能存在稀薄甲烷大气层

天文学家通过詹姆斯·韦伯太空望远镜观测发现,太阳系边缘的矮行星鸟神星(Makemake)表面可能存在稀薄甲烷大气层或间歇性甲烷喷发现象。这一发现打破了此前只有冥王星拥有大气层的认知,为研究太阳系外围天体的演化提供了新视角。

位于海王星轨道外的鸟神星直径仅890英里,约为冥王星的三分之二大小。这颗以拉帕努伊神话中生育之神命名的矮行星距离太阳约42.5亿英里,公转周期长达305个地球年。2016年,哈勃望远镜曾发现其拥有一颗卫星。

西南研究所主导的研究团队通过韦伯望远镜的红外观测设备,首次探测到鸟神星表面上方存在气态甲烷的微弱辉光。研究负责人西尔维娅·普罗托帕帕表示:“鸟神星是海王星以外最大最亮的冰质天体之一,其表面主要由冻结甲烷构成。现在韦伯望远镜揭示甲烷同样以气态形式存在于地表上方,这一发现使鸟神星显得更加迷人。”

研究人员提出两种可能解释:一是鸟神星拥有超稀薄大气层,其密度仅为地球大气层的十亿分之一;二是类似土卫二的间歇泉机制,甲烷以羽流形式从冰冻表面喷发。数据显示,若属后者,其甲烷喷射速率可能达到每秒数百公斤。

值得注意的是,韦伯望远镜还发现该行星表面存在异常“温暖”区域(约-190华氏度),但尚未观测到气体从这些区域泄漏的直接证据。甲烷的来源仍存在争议,可能来自行星内部的水-岩化学反应,也可能是太阳系形成时遗留的原始甲烷。

研究合著者伊曼纽尔·勒卢克指出:“如果大气层假说得到证实,鸟神星将成为太阳系外围少数仍存在表面-大气交换活动的天体之一。”该发现预计将发表于《天体物理学杂志通讯》。

研究人员强调,目前尚不能确定气体来源机制,需要后续观测数据支持。正如合作研究者伊恩·黄所言:“虽然将各种光谱和热异常现象关联起来的诱惑很大,但确定驱动挥发物活动的机制仍是解读这些观测结果的关键步骤。”

这项发现不仅改变了人们对鸟神星作为冰冻遗骸的认知,更揭示了太阳系边缘天体可能具有的动态演化过程,为理解外太阳系天体的大气形成机制提供了重要线索。

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