利用掩星的光变曲线显示的研究成果:确认冥王星大气密度下降



利用掩星的光变曲线显示的研究成果:确认冥王星大气密度下降

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从观测者的角度看 , 附近的大天体将远处的天体完全隐藏起来的现象被称为“掩星” 。 顺便说一下 , 月掩星有时被称为“星食” 。 利用它的掩星对冥王星的大气密度(大气压)进行测定 。
2021年10月4日 , 西南研究所(SwRI: Southwest Research Institute)发表了2018年8月15日晚对冥王星掩星的观测结果 。 美国西南研究所主导的天文学家团队为了观测冥王星的大气变化 , 在美国和墨西哥的多个地方部署了望远镜 。 结果 , 随着冥王星远离太阳 , 大气再次在表面冻结 , 开始消失 , 确认了这一现象(大气密度下降) , 并找到了证据 。
美国西南研究所的艾略特·杨博士说:“科学家们自1988年以来一直利用掩星来监测冥王星的大气变化 。 ” , “NASA的探查机NewHorizens于2015年最接近冥王星 , 进行了大气密度的测定 , 取得了详细的数据 。 这与冥王星的大气压每10年增加一倍的倾向一致 , 但2018年的观测结果显示 , 这种倾向在2015年以后仍在持续未确认” 。
W形的光变曲线 , 包括在美国和墨西哥多个地方的望远镜观测到的“中央闪光” 。 冥王星的大气折射了背后恒星的光 , 引起了被称为“中心闪光”(central flash)的闪光现象 。
当观测到有大气层的天体掩星时 , 背后恒星的光在通过大气层时 , 会逐渐变暗 , 然后再慢慢恢复明亮 。 也就是说 , 画U字形的光变曲线 。 但是 , 这次的观测发生了中央闪光 , 变成了W字形的光变曲线 。 杨博士说 , 这种中央闪光“从未见过如此之强” 。 中央闪光提供了关于通过掩星测量大气密度的准确信息 。
和地球一样 , 冥王星大气的主要成分是氮 。 但是 , 与地球不同的是 , 冥王星的大气是由其表面以氮为主的冰的蒸汽压支撑的 。 也就是说 , 只要表面温度稍有变化 , 冰就会升华 , 大气密度也会发生巨大变化 。
冥王星是一颗矮行星 , 它的轨道与太阳系内的8颗行星不同 , 它的离心率很大 , 轨道偏离了正圆 。 因此 , 近地点距离太阳约30天文单位(1天文单位是地球到太阳的距离) , 而远地点距离太阳约50天文单位 。
在过去的四分之一个世纪里 , 冥王星远离太阳 , 因此受到太阳光的照射越来越少 。 尽管如此 , 迄今为止冥王星的表面压力和大气密度都在持续增加 。 科学家们认为其原因可能是一种被称为“热惯性”(thermal inertia)的现象 。
打个比方 , 就像太阳加热海滩上的沙子一样 。 太阳光在正午时分最强 , 但沙子在下午仍在吸收热量 , 所以在下午较晚的时间里温度最高 。 暗示冥王星表面的氮贮层由于表面下面积蓄的热量 , 到目前为止一直被加热 。 这次的新数据 , 可以说是一变说明冥王星开始冷却了吧 。
【利用掩星的光变曲线显示的研究成果:确认冥王星大气密度下降】目前已知的最大的储氮层是斯普特尼克平原 , 它构成了心形的汤波地区的西侧部分 。 冥王星的心型不仅在外观上引人注目 , 似乎还隐藏着值得探索的未知魅力 。

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