探测冥王星真实记录（冥王星卫星上的神秘暗斑）

1930年，美国天文学家克莱德·汤博发现了一颗新的太阳系天体，由于这颗天体距离太阳极其遥远，表面极度寒冷，所以用神话中的冥神普鲁托来给它命名，这就是冥王星。

冥王星确实太遥远了，最近的时候距离太阳也有超过44亿公里，最远的时候甚至在73亿公里以外。直到2015年7月，美国宇航局的新地平线号探测器才首次近距离飞掠冥王星，在距离太阳31亿英里（约50亿公里）的位置拍摄了大量的图像，让人类在历史上首次看清了这颗矮行星。

然而，看清冥王星及其卫星后，必然随之而来的就是更多的谜题。其中有一个问题一直困扰着科学家，那就是冥卫一北极的红色斑点。

正如美国西南研究所（SwRI）的行星科学家兰迪·格拉德斯通博士所说的那样：“在新地平线号之前，最清晰的冥王星图像也只是来自哈勃望远镜的一个反射了太阳光的模糊光团。”

冥卫一，又叫卡戎，是冥王星最大的卫星。冥王星的直径约为2376.6公里，冥卫一的直径达到了约1212公里，比冥王星的一半还大，这是太阳系内行星、矮行星与自己卫星比例最接近的一对。多年以来，除了冥王星之外，冥卫一也一直是天文学家好奇的对象。新地平线号探测器发现的冥卫一北极铁锈色的“帽子”，就是他们关注的焦点之一。

科学家们给冥卫一的北极起了个绰号——Mordor，这个暗斑也因此被称为Mordor Macula（摩多暗斑）。在地球或者火星上，如果有这种颜色的斑点存在，也不算是什么谜题，毕竟这两颗行星上有相对比较多的铁元素，会形成铁锈。那么，冥卫一北极的暗斑，也是铁锈吗？

科学家不这样认为。他们猜想，这些铁锈色的物质可能是一种焦油状的化合物，天文学家给它起了个名字——托林（tholin）。

实际上，托林这个词不是这一次特意发明的词语，而是著名的天文学家卡尔·萨根在上个世纪末和他的同事比斯恩·卡哈创造的词语，指代的是著名的米勒-尤里实验仪器中混合气体内获得的难以定性的物质。冥王星系统中的托林也不是第一次被发现了，科学家们早就意识到这些物质的存在，只不过新地平线号让他们看得更清晰了，并且还在冥卫一上发现了它。

一开始，科学家们推测冥卫一上的这个暗斑的来源是甲烷。他们认为，这些甲烷来自于冥王星，卡戎通过自己的引力捕获到自己的北极，然后在太阳的紫外辐射下变成这种铁锈色暗斑的。这些紫外线在穿越太空中的氢云之后，就会转化为一种特殊的紫外线，研究人员称之为莱曼-α射线，是它让冥王星和冥卫一表面的碳氢化合物转化为棕红色固体的。

这个想法是比较合理的，但需要研究人员的进一步论证。最近，科学家们在实验室进行的实验和利用计算机建模，推测出了冥卫一摩多暗斑的形成过程。最新还原的过程和以往的理论差不太多，但有些细节是新的。

我们知道，冥王星的引力是比较弱的，它表面的大气层也极其稀薄，近乎于没有。凝固在其表面的甲烷一旦升华，能否保留在这个稀薄的大气层中是个疑问，它们很有可能就会逸散到太空之中。冥卫一和它的距离并不远，虽然引力也不大，但也可以吸收一部分弥散在太空之中的甲烷。

不过，相同的过程也有可能发生在冥卫一上。尽管距离太阳几十亿公里，表面平均温度只有-220℃，但如果处在比较温暖的季节，这些甲烷还是有可能会融化或者升华，从而逃离冥卫一的。

为了了解冥卫一是如何保存这个棕红色极冠的，SwRI的研究人员对冥王星和冥卫一进行了模拟。结果表明，冥卫一北极的斑点，可能和春天的季节切换有关。

模拟结果显示，冥卫一的北极进入春季逐渐转暖的过程通常会持续几年的时间，这个时间和地球的一年相比确实有些长，但和冥王星的公转周期——约248年相比，就显得有些微不足道了。随着南极的温度逐渐降低，贮存在北极的、仅有几十微米厚度的甲烷冰霜就开始逐渐蒸发了。

研究人员发现，冥卫一上的甲烷其实根本来不及吸收足够的莱曼-α射线，从而转变为棕红色固体留在北极，也就是说，以往的理论是有一些错误的。

不过，甲烷的“兄弟”乙烷在这个过程中发挥了作用，它比甲烷的挥发性要更低一些，在冥卫一北半球进入夏季时，乙烷能够相对更长时间地留在冥卫一表面。研究人员已经通过实验证明，冥王星和冥卫一上的甲烷有条件转化为乙烷。因此，或许是这些由甲烷转变成的乙烷在莱曼-α射线的照射下，形成了这种棕红色的沉积物。

研究人员推测，来自太阳风的电离辐射会分解这些冰霜，并且形成越来越复杂、颜色越来越红的物质。未来，这个极地冰冠会不会变成其他的模样呢？让我们拭目以待吧。