黑暗冥王星露真容

黑暗总是悄悄伴随着神秘性和强大吸引力，尤其是在广阔浩瀚的太阳系。
这里的主角——冥王星，是一颗躲在太阳系边缘角落的黑暗小星球，直径仅为月球的三分之二，质量仅为月球的六分之一。为了探索这颗在太阳系黑暗角落里的神秘星球，美国宇航局于2006年发射了新视野号探测器。新视野号除了携带各种科学设备以外，还搭载了许多有特别意义的纪念品，其中就包括冥王星发现者克莱德·汤博的30克骨灰。

终于来到这颗黑暗星球

经过近10年的飞行，新视野号终于能和冥王星“相会”了。但是新视野号并没有在冥王星上停留，因为冥王星的引力太弱，如果探测器要在其表面停留，需要消耗大量燃料。而新视野号只有一架钢琴般大小，总质量仅为470千克，燃料根本不够用。因此它只能从冥王星身旁飞掠而过，遥遥相望一眼，借机对冥王星进行观测。
即便如此，新视野号探测器还是给我们带来了令人惊喜的高分辨率图片，没人能预料到太阳系偏远角落的极寒地带，居然有这么活跃的地质现象，以及有一些类似地球的“面貌”。
那么，这颗矮行星的庐山真面目究竟是怎样的呢？

指向太阳系历史的线索

从新视野号发回的照片可看出，冥王星上有一片暗色且遍布撞击坑的古老区域，叫做克苏鲁区。此处的撞击坑无比巨大，其中最著名的是埃利奥特撞击坑，它的直径长达85千米。
这是一种奇怪的场景。在科学家的天文假设中，太阳系边缘的星球上不会出现很多大型陨石坑。
此事还要从冥王星的家乡和行星起源说起，其中还有一个重要的角色——微行星。
冥王星位于柯伊伯带，柯伊伯带中还有许许多多的小天体，也就是微行星。之前，天文学家认为微行星的形成过程应该是这样的：宇宙中微小尘埃颗粒经由不断的碰撞和黏合，形成越来越大的个体。这一过程会形成一些直径为几千米，少数直径为几百千米的微行星。这些微行星会不时撞击冥王星，在其表面上留下密密麻麻、大小不一的撞击坑。天文学家觉得，由于多数微行星直径不大，所以大多数撞击坑应该是小型的。
但新视野号传回的图像却完全是一幅新颖的画面——冥王星上古老的克苏鲁区的撞击坑巨大无比，并且很少出现小型撞击坑。根据这一点，一些天文学家开始怀疑之前的行星形成假说，同时猜测行星的形成或许是另一种方式——“砾石吸积”模型。该模型认为，一部分成群结队的小岩石像是约定好了一样，突然塌缩，几乎瞬间就合并成更大级别的微行星。
这似乎就能解释为什么克苏鲁区拥有那么多大型撞击坑了。一些天文学家还认为“砾石吸积”模型不只创造像冥王星那样小小的冰雪星球，也可能是气态巨行星和地球等温暖岩石行星形成的“关键技术”。

跟地球相似的大气特征

冥王星的天空跟地球一样，也是蓝色的，并且是更美丽纯净的蓝色。其大气层以氮为主，整个大气层又薄又冰冷。新视野号拍摄的冥王星诺尔盖山的日落照片，向我们展示了朦胧、条纹状、充满气溶胶微粒的大气层，延伸到其表面200多千米，看起来就像是被蒙上了一层薄薄的雾霾层。
为什么会出现类似地球的“雾霾”现象呢？其实冥王星的大气层的雾霾还分层次的。
首先是较低层的雾霾，可能是光化学烟雾现象引起的。太阳光照射下甲烷和其他气体发生光化学反应，生成烟灰状的小颗粒，这些颗粒将逐渐沉降到天体表面。在大气层中，这些烟雾颗粒会散射蓝光，使得冥王星的天空呈现美丽的蓝色。通常情况下，蓝色的天空一般是由于很细小的颗粒散射太阳光，地球上蓝天的“魔法颗粒”是极微小的氮气分子，而冥王星上的“魔法颗粒”会稍微大一些，类似于我们熟知的烟尘。
至于冥王星较高层的雾霾，研究人员认为这应该是冥王星的大气层自由电子发生反应引起的。太阳光中的紫外线分解并电离大气中的氮气分子与甲烷分子，形成复杂的带正电和负电的离子。当这些带电离子结合时，就会形成更加复杂的有机大分子。有机大分子继续发生化学合成反应，并逐渐长大，最终形成细小颗粒物。当这些颗粒像雪粒子一样沉降到冥王星表面时，会给地表蒙上一层淡淡的红色或灰色。
此外，我们知道地球上的水循环非常重要，降雨下雪、干旱蒸发等过程皆和水循环有关。冥王星也有类似的情况，只是主导的物质不同，冥王星上参与天气的物质是氮，它拥有的是氮循环。在冥王星上，氮会从氮冰海洋里升华出来，逃逸到大气中，就像水分从地球海洋里蒸发出来一样。然后，它会像雪粒子一样降下来，或者以霜的形式冻结在冥王星东部高地中，最后，又流回到平原的冰川里。

被“冻氮”搅拌的平原

太阳系中最著名、也是最奇怪的一个地形，是被称为冥王之心的心形冰原地貌——斯帕尼克平原。从新视野号传回的照片中可以看出，这个约1000千米宽的大平原被粗略地分为许许多多几十千米大小的多边形，好比地球上干旱田地里发生的龟裂现象。为什么会这样？
科学家觉得这是冥王星上的对流作用造成的，因为太阳表面也存在类似的情况。不过冥王星上起到对流作用的关键物质，也就是参与天气的物质——冰形式的氮，称作氮冰。斯帕尼克平原的氮冰的深度估计在5~7千米之间。氮冰是一种优良的热绝缘体，因此在氮冰层之下，即使是非常微弱的热量也可以集中起来，当聚集到一定程度时就能产生对流。那么这些热量从何而来呢？在冥王星内核，放射性元素衰变会产生热量，从而驱动对流搅拌斯帕尼克平原。
另一方面，这片可移动的“陆地”上还遍布密密麻麻的坑。科学家们认为，这些凹点麻坑的成因是冰层压裂和氮冰升华共同所致。
而聚集在麻坑之间连接处的块状物，可能是浮在密集的氮冰之上的水冰。它们就像是缩小版本的山脉，飘浮在斯帕尼克平原的边缘。

像花岗岩一样坚硬的
飘浮冰山

上面提到斯帕尼克平原的边缘有水冰，你不要感到奇怪，因为冥王星确实有大量的水，所以有水冰并不稀奇。
可以这么说，冥王星的基岩是水冰。因为这种物质和地球上的花岗岩一样坚硬，它们分布于冥王星的表面，表面的温度为零下240摄氏度。
在斯帕尼克平原的西北侧，有以水冰岩形式形成的延绵大山脉。这些千米高的水冰山脉可能是通过漂浮（或者曾漂浮过）在密集的氮冰之上，才得以停泊在斯帕尼克平原。水冰大山上布满皱巴巴的山脊和碎石，它们是由山脉冰川破裂下落推挤而成的。
可是，科学发现了一个疑点：相对于氮冰、甲烷冰，水冰的挥发性要低得多。按照这个原理，冥王星上的绝大部分地区都应该被氮冰和甲烷冰等更具挥发性的冰覆盖才对，水冰反而要被掩埋在其他冰层的下面，很难露出地表。
那么，为什么冥王星上会有暴露在地表的水冰呢？这是一个谜团，还有待进一步的研究来解释。

4千米高的冰火山

冥王星上有一座特别的山，叫做莱特山。它和那些分布在冥王星表面的锯齿状山脉不一样，因为它是一个有中央巨大深坑的丘状肿块，看起来更像是一座火山。
如果这座4千米高的莱特山真的是火山，那么它会不会跟地球火山一样喷发出火热的岩浆呢？
答案——当然不会。我们之前也提到过，冥王星是一颗冰冻星球，如果喷发的话，可能会流出一些冰寒物质——或许是冰水和其他物质组成的岩浆混合物。但这也只是估计。
人们好奇的是，莱特山是一座死火山还是只是处于休眠状态的活火山？按理说，对于寒冷的冥王星，“冰火山”不应该会出现“热活动”，很久以前岩浆物质就应该被冻住，不得动弹了。但这仍然需要证据来证实。
此外莱特山还有一个另类的特点：山体两侧几乎没有任何撞击坑，说明它并没有过多地暴露在“太空陨石雨”中，这在冥王星表面算是新奇的。因此，有些科学家认为莱特山并不是冥王星早期经历留下来的遗迹，它应该很年轻，也许只有几万岁。