晒不到太阳的冥王星，连年夜气也快留不住了 -

剧烈的气候变化将要降临至冥王

众所周知，“凛冬将至”在《权力的游戏》这部作品中是一种不祥的征兆，而这也适用于冥王星。

刊载于Astronomy & Astrophysics (A&A)期刊的一份研究报告表明，随着季节变换，冥王星上愈加严峻的低温状态使得其稀薄大气濒临坍塌。

冥王星于1930年被发现，但直到上世纪八十年代，天文学家才开始认为它可能具有大气条件，并在1985年初次探测到，最终于1988年通过独立观测完全确认其大气的存在。

巨大的变化即将降临在这个由稀薄的氮气、甲烷和烃类气体包裹着的星球上，但那时的天文学家却无从得知这一惊天巨变。

宇宙巧合

二十世纪末到二十一世纪初的这几十年间，我们也见证了一大宇宙巧合——地球、冥王星和遥远银河系中心稠密的恒星场对齐于一条直线上。

该动画结合了几十年来不同角度观察到的冥王星图像。

这个巧合说明冥王星通常从地球与背景星之间穿过。当它正巧通过时，它投影在地球上，天文学中将此现象称为掩星现象。

掩星发生时，处于投影路径上的观测站均可观测到：当冥王星运行至正前方时，位于其后的星体消失，而随着行星连线移动，该星体又重现。从地球上观测，该过程最多持续几分钟。

掩星现象被广泛用于研究太阳系外世界的行星轨道、环、卫星、形状和大气，包括火星与木星间的小行星、彗星、行星和矮行星。

通过对比地球上不同位置观测到的现象，可以计算出发生掩星的星体的大小与形状。如果该星体具有大气，那么在它被遮住的这短暂几秒间，它的星辉会由于穿过行星大气时的吸收和折射作用而改变。

自上世纪八十年代首次成功运用掩星测量法后，一系列的观测使得对冥王星半径的测量精度越来越高，并不断提升我们对于其大气温度和压强的认识。

遥远的路途与漫长的季节

由于极点向轨道平面倾斜，冥王星同地球一样有季节变换。冥王星漫长的一年相当于地球上248年，北极点和南极点先后朝向远日点。

图为太阳系，可见冥王星倾斜的轨道平面，且相较于其他行星轨道，更加趋近于椭圆。

不同于地球轨道，冥王星轨道被拉扯至一个极致椭圆形状，以至于它到太阳的距离在44亿到74亿公里简变化（这相当于三十到五十倍日地距离）。

相较之下，地球到太阳的距离一年内的变化率仅有3.4%。人们首次测量到冥王星的大气是在1989年，正值它接近于近日点。

自1989年后，冥王星逐渐远离太阳，其上的温度也随之降低。

压力之下

随着冥王星逐渐远离太阳，天文学家预测这将会导致其上大气压降低，这就像汽车轮胎一样，在低温环境中气压降低，高温下气压上升。但事实并非如此，从观测站在1988年到2016收集的数据来看，冥王星大气压在这期间稳定上升。

就在2015年美国宇航局新地平线号探测器到达冥王星之前，科学家通过掩星测量法发现冥王星大气压已经攀升至1988年的三倍（这相当于将地球上珠穆朗玛峰的气压与海平面气压进行比较）。

那么是什么造成如此矛盾的呢？有人认为是掩星测量法出现了错误，但新地平线号搭载的无线电科学实验否定了这种猜想，它传回的直接测量数据与地球上观测站的数据相吻合。

在一项新的研究中，研究者通过建立冥王星表面气体和冰传输的季节性模型解决了这一谜题。

尽管冥王星逐年远离太阳，但在这段轨道上运行时，它的北极依旧沐浴在太阳光下，导致它的氮冰帽恢复到气态。

这解释了过去三十年间大气压迅速增加的原因。但气候模型显示，这样的趋势并不会持续下去。

图为美国宇航局新地平线号所拍摄的冥王星北极的冰冻峡谷

冬天真的要来了

冥王星将持续远离太阳直至2113年，那时熹微的太阳光再不足以给南极地区带去温暖。

南半球经历漫长的秋冬季节之时，冥王星的大气将会坍塌。冥王星表面将会被冰霜覆盖，正如严寒冬夜里被霜雪遮盖的汽车挡风玻璃。

在大气压降至最低点事，它将低于现在的5%。要一直等到2237年，冥王星才会再次靠近太阳迎来北半球的春天。

在那之前，人们将持续通过掩星测量法对星体超低温超低压的大气模型进行研究，这也是人类认识极端天气下大气模型的重要机会。

而这样的机会会越来越少，因为冥王星轨道的视位置愈加远离银河系中心，这将不利于观测。

作者: Andrew A. Cole

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