冥王星冷到零下200度，原因竟然是霧霾？

冥王星的大氣溫度比理論預測的低大約30度，這一直是天文學界的一個謎團。

冥王星的大氣寒冷徹骨，其溫度比一個距離太陽50億千米的行星還要低。根據新的研究結果，這種現象可能是由籠罩這顆矮行星的煙霧導致的。

加州大學聖克魯斯分校的行星科學家張曦說：「冥王星大氣的溫度低下的主要原因是煙霧。」他和同事們在11月16號發行的《自然》上描述了這個發現。

NASA的新地平線號探測器在2015年7月飛過冥王星時，發現冥王星大氣層溫度為-203oC，只比絕對零度高出70度。冥王星的大氣溫度比之前的預測低大約30度，這個現象對於行星科學家來說是一個很大的謎團。

找到冥王星大氣的運行機制，對於了解太陽系內外的低溫行星的大氣是十分關鍵的。科羅拉多州博爾德市西南研究院的行星科學家Leslie Young說：「在我們知道造成低溫的原因之前，我們還不能根據現有的研究推測出冥王星其它季節的情況，更不用說其他的天體了。」而Leslie本人並沒有參與這項研究。

煙霧覆蓋層

冥王星的大氣主要由氮氣構成，也含有少量的化合物，比如甲烷。在行星表面以上500至1000千米高的大氣層中，陽光引起了化學反應並將這些氣體轉化成了固態的碳氫化合物粒子。

這些粒子接著會向下飄，並在距離冥王星表面大約350千米的地方相互結合形成長鏈。粒子在到達海拔200千米之前就會形成一層厚厚的霧霾。而這也就是新地平線號探測器看到的包裹著冥王星的東西。

張曦和同事們比較了大氣層中的氣體分子和煙霧粒子加熱和冷卻的效應。早期的研究表明，氰化氫等氣體分子的存在可能是冥王星的大氣溫度比較低的原因。但是張曦的團隊發現，只有在模型中加入煙霧才能使結果和新地平線號探測器所測量到的溫度吻合。

張曦說：「最根本的差異就在於粒子的大小。」分子的直徑一般小於一納米，然而煙霧粒子能達到幾百納米。這也就意味著氣體和煙霧在吸收太陽能量並將其重新釋放時的表現是非常不同的。張曦的研究結果表明煙霧的加熱和冷卻效率都高於氣體。

馬里蘭州巴爾的摩約翰·霍普金斯大學的行星科學家Sarah H?rst說：「這是一個很好的想法。」

來自巴黎的行星科學家Tanguy Bertrand表示，科學家之前並沒有考慮到煙霧可能是導致降溫的原因，因為煙霧層並不能阻擋光線。Bertrand曾經和同事Fran?ois Forget研究過冥王星的大氣層。Bertrand還說：「我覺得這項研究很有說服力。」

不同的聲音

但其他的研究人員對冥王星低溫大氣的成因提出了不同的想法。九月在拉脫維亞的一個研討會上，亞利桑那大學的行星科學家Roger Yelle就提出了另一種思路。他們團隊的模型顯示，氰化氫、乙炔和乙烷氣體的結合可以降低溫度。而這三種氣體在冥王星大氣中都存在。

提出不同觀點的兩個團隊仍需要進一步探索，以得出一致的結論。但是在2019年NASA發射詹姆斯·韋伯太空望遠鏡後，張曦的研究成果就可以得到驗證了。如果煙霧粒子確實是冥王星溫度下降的主要原因，那麼煙霧粒子也會使冥王星在中紅外光譜中變得相對明亮。張曦希望用韋伯太空望遠鏡來觀察冥王星，進而驗證他們團隊的成果。

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