伊麗莎白·霍威爾

冥王星一直被視為一個遙遠(yuǎn)、寒冷、毫無生命跡象的世界。然而，2015年第一艘行經(jīng)冥王星的太空飛船為我們揭開了這顆矮行星的許多奧秘，帶來了許多驚喜。

“新地平線”號探測器獲得的數(shù)據(jù)已于2015年10月傳回地球，但科學(xué)家需要多年時間才能完成對探測結(jié)果的分析，并將其整理成型。初步分析提供了有關(guān)冥王星復(fù)雜的化學(xué)成分的一些耐人尋味的線索，甚至是冥王星表層下生物起源之前的進(jìn)程中一些形式的線索。有機(jī)霧霾的復(fù)雜成分、某些未知的地質(zhì)過程中形成的水冰山、地表上可能存在的有機(jī)物以及一個地下液態(tài)水海洋——

所有這些特點都表明這里可能存在一個比科學(xué)家長久以來的推測更具活力的世界。

“新地平線”號團(tuán)隊中專門研究行星大氣層結(jié)構(gòu)及演化的行星科學(xué)家邁克爾·薩默斯說：“我們同天體生物的聯(lián)系是即時的——它就在你面前。你可以看到有機(jī)物、水和能量的存在?！?img alt="" src="https://cimg.fx361.com/images/2017/05/12/fdts201705fdts20170518-1-l.jpg" style="">

薩默斯與同事合作撰寫了兩篇以此為主題的研究論文，分別名為《“新地平線”號啟發(fā)下的冥王星大氣層的光化學(xué)》和《“新地平線”號觀測到的冥王星光化霧中的粒子物理學(xué)限制》，均發(fā)表在《伊卡洛斯》雜志上。

黏性霧霾

第一次看到冥王星的圖片時，薩默斯就回想起了自己在喬治·梅森大學(xué)工作時研究了數(shù)十年的那個世界。土衛(wèi)六是土星的一顆冰質(zhì)橙色衛(wèi)星，也是太陽系中唯一具有濃密大氣層及液體（甲烷）水循環(huán)的衛(wèi)星。土衛(wèi)六上含有碳?xì)浠瘜W(xué)成分，包括乙烷湖和甲烷湖等，所含有機(jī)物可能會產(chǎn)生生命所需的化學(xué)物質(zhì)。

與土衛(wèi)六不同，冥王星的大氣層薄而稀，其霧霾在地表以上至少200千米處，比科學(xué)家預(yù)期的至少高10倍。但是，在地表上方30千米處，冥王星卻呈現(xiàn)出一種和土衛(wèi)六相似的悖論：發(fā)生冷凝的區(qū)域溫度太高，以致霧霾粒子無法產(chǎn)生。

美國航空航天局的“卡西尼”號太空船在土衛(wèi)六大氣層的最上層（電離層），即地表上方五六百千米處發(fā)現(xiàn)了同樣奇怪的現(xiàn)象。通過建模，科學(xué)家斷定，發(fā)生凝結(jié)的部分原因是土衛(wèi)六的光化學(xué)反應(yīng)，通過該反應(yīng)陽光中的紫外線會分解甲烷，促進(jìn)碳?xì)浠衔锏纳伞?/p>

“這種霧霾在電離層中就開始形成，而電離層中有帶電粒子（電子和離子）。”薩默斯說，“電子附著在碳?xì)浠衔锷?，使它們粘連在一起。這些霧霾粒子非常穩(wěn)定，當(dāng)它們穿過大氣層時會有其他顆粒附著上去，從而變得更大。霧霾粒子越大，降落的速度就越快。在土衛(wèi)六上，霧霾粒子從大氣層降落時，數(shù)量比在冥王星上更多，體積也更大?！?/p>

薩默斯回顧這些時說，我們其實并不應(yīng)該對冥王星可能有著同樣的過程感到太意外。與土衛(wèi)六一樣，冥王星具有以甲烷為次要組成部分的大氣層。兩者的主要差別在于冥王星大氣層表面的壓力為10毫巴，而土衛(wèi)六大氣層表面的壓力為1.5巴（1巴=1000毫巴，1毫巴=100帕斯卡）。

兩顆星球的大氣壓差也影響了霧霾顆粒的形狀，因為土衛(wèi)六的霧霾顆粒需要更長的時間才能降落至地表，最終變成球形，而冥王星的霧霾顆粒降落速度更快，最終碎裂開去。

復(fù)合體分子

薩默斯認(rèn)為，由于冥王星上可能會產(chǎn)生碳?xì)浠衔锖碗妫硪环N有機(jī)分子），則該星球上可能會發(fā)生更有趣的能促進(jìn)生命體形成的化學(xué)反應(yīng)。他說：“你可以開始構(gòu)建生命起源之前的復(fù)雜分子?！币粋€典型的例子就是氰化氫的存在，它可能是產(chǎn)生生命前的化學(xué)反應(yīng)的關(guān)鍵分子。

土衛(wèi)六上也有大量的索林，當(dāng)太陽光中的紫外線照射到霧霾顆粒時，便會產(chǎn)生這種復(fù)雜的有機(jī)化合物。這種現(xiàn)象在地球上很少見，但在土衛(wèi)六上很平常，這可能就是土衛(wèi)六的顏色是橙色的原因。薩默斯說，冥王星的部分地表也有這種微紅的色調(diào)，那可能就是一層索林。

經(jīng)過快速計算，他推測這些索林可能有10米至30米厚，比地球上的森林在每平方米的面積上能提供更多的有機(jī)物質(zhì)。當(dāng)宇宙射線（高能輻射粒子）撞擊冥王星地表時，這些有機(jī)物質(zhì)也可能會改變地表的化學(xué)成分。

“有趣的是，在冥王星的冰火山，即破火山口附近也發(fā)現(xiàn)了微紅物質(zhì)。這可能是因為這顆矮行星上有一個次表層海洋，科學(xué)家對土衛(wèi)六、土衛(wèi)二、木衛(wèi)二也有相同的猜測。然而，這些衛(wèi)星內(nèi)部具有一種潮汐能量源，是在圍繞著它們巨大的中央母星運行并與其他衛(wèi)星相互作用時產(chǎn)生的?！彼_默斯說，冥王星沒有這種熱量來源，但其內(nèi)部的射線可能使其內(nèi)部處于液體狀態(tài)。“這些就是生命產(chǎn)生所需的物質(zhì)：有機(jī)物、原材料和能源?！?/p>

盡管現(xiàn)在就說冥王星上有生命存在的可能還有一些牽強(qiáng)，但薩默斯說他期待著做更多的建模。“我一生都在研究冥王星，但從未想到那兒真有這些物質(zhì)的存在?！?