为什么冥王星的气压变化多端?
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发布时间：2024-10-08 08:59
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时间：2024-11-30 03:19
和地球一样，冥王星的大气主要由氮组成，但比较仅限于此。冥王星在海王星外运行，绕太阳运行需要248个地球年。在冥王星的一年中，它与太阳的距离在30到50个天文单位之间变化，导致极端的季节性周期。
冥王星的表面温度很低，可以低于-230℃（40°K）。有一个固态气体平衡，其中稀薄的大气基本上是氮，与冰面共存。据估计，冥王星的氮蒸气压力目前稳定在1.3帕斯卡左右（而地球上的压力约为10万帕斯卡）。
因为布鲁托的倾斜（极轴和轨道平面之间的角度）是120度，在它的两极将有几十年连续的日光，然后是同样的长极夜。这导致了挥发性物质，如氮气、甲烷和一氧化碳在布鲁托表面上的重新分布，以及形成复杂的物质循环。冥王星在1988年达到春分点，然后在1989年移到近日点（30 au）。此后，这颗矮行星不断远离太阳，2016年的距离达到32ua，这意味着它的平均日照减少了25%。
如果你认为冥王星的大气压力会因此急剧下降，那就太容易去想了。根据氮的气冰平衡，表面每降低一开尔文，空气压力应加倍。但观察结果恰恰相反。这篇论文发表在2019年5月10日的《天文学和天体物理学》杂志上，提供了证据。本文分析了近30年来在冥王星北半球春季观测到的10多个恒星掩星。发现冥王星的大气压从1988年到2016年增加了两倍。
新视野号绘制了矮行星表面冰的分布和地形图，揭示了一个直径1000多公里、深度4公里的巨大盆地，位于冥王星赤道附近，纬度在25°S到50°N之间，被称为“人造卫星高原”。这个盆地锁定了冥王星大气中的一些可用氮，形成了一个巨大的冰川。这是冥王星气候的真正“心脏”。通过氮的升华，它可以调节这颗矮行星的大气循环。
此外，掩星观测结果*了模型中下层土的热惯性，并解释了近日点（1989年）以来30年内仍能观测到的压力增长相移。热量首先储存在底土中，然后逐渐释放，目前仍在进行中。掩星观测还*了氮冰反射回太空的太阳能（球形反照率）的比例，以及氮冰本身的发射率。
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