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2017-11-22 碳氫霧霾讓冥王星表面溫度比預期的還冷

 
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An artist impression shows a view of the moon Charon through Pluto atmospheric haze layers above the mountain landscape of bedrock water ice covered partially with deposition of dark, reddish haze particles. (Illustration by X. Liu)  行星大氣的組成成分通常可決定可在大氣中留住多少熱能。然而對冥王星而言,根據其已知大氣組成所做的溫度預測,卻比新視野號(New Horizons)太空船在2015年飛掠冥王星時測到的還要高。聖塔克魯茲加大(University of California, Santa Cruz)Xi Zhang等人最新研究顯示:這個預測和實測的差異,來自冥王星冰凍大氣中的霧霾粒子所具有的奇特降溫機制。

  Zhang等人表示:冥王星大氣是第一個行星級天體中,已知大氣能量貯藏方式是被固態霧霾粒子主宰,而非一般慣見的的氣體粒子。霧霾粒子吸收熱量後,會再向外發出紅外輻射,藉著將這些能量發射向太空。冥王星大氣就是因為這樣的途徑而降溫,使其溫度僅有絕對溫度70K(攝氏零下203度),而不是理論預測的100K(攝氏零下173度)。Zhang等人認為:來自霧霾粒子的多餘紅外輻射,應該可以被預定於2019年發射的韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)偵測到,屆時就可以證實他們的觀點了。

  新視野號飛掠冥王星過程中,發現冥王星大氣有霧霾厚層。這些霧霾來自大氣高層的化學反應,由於大氣中的氮和甲烷等被陽光中的紫外輻射游離後,形成直徑只有數十奈米的碳氫化合物(烴,hydrocarbon)微粒。當這些微粒下沈到大氣過程中,會彼此沾黏在一起而逐漸長大,最後落在冥王星表面。Zhang等人相信這些碳氫化合物粒子和新視野號的冥王星表面影像中,那些紅色與棕色物質有關。

  這個霧霾粒子影響大氣能量平衡的結論不止冥王星會遇到,其實在海王星衛星崔頓(Triton)和土星衛星泰坦(Titan)大氣中也可能存在,甚至有可能在系外行星的研究上也能應用得上呢!

資料來源:https://news.ucsc.edu/2017/11/pluto-haze.html, 2017.11.15, KLC

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