冥王星上发现了大气重力波
在冥王星稍微朦胧的大气层可见的条纹可能会出现,起因于一个被称为浮力波的现象,亦被称为重力波。虽然科学家们最近使得重力波的发现成为头条新闻:时空中的涟漪由精力充沛的事件所造成,如黑洞的碰撞;但是这重力波是完全不同的东西。美国国家暨太空总署(NASA)的探测器「新视野号」(New Horizons),在冥王星的大气层中首次 发现,冥王星表面似乎形成一个很像在湖的表面上的涟漪。
在2015年七月新视野号近距离飞越冥王星,首席研究员Alan Stern 说:「[这些]不是宇宙重力波,但为大气重力波。
现在我们的团队有一个越来越一致的共识:你所看到的结构,那水平条纹的带状或分层,是由重力波形成。
」Stern 是美国西南研究院(SwRI)在科罗拉多州的研发协理副总裁,于三月在德克萨斯州Woodlands 举行的月球与行星科学会议上,谈到重力波假说。
他说,带状为重力波是根据新视野号的观察与结合电脑模拟所得出的结论。
大气层中的涟漪把一块石头扔进一个池塘里。
为人们所熟知的,传播出去的涟漪是重力波的一个例子,这是由一种作用于流体的力所产生的。
这些波通常出现在一个流体遇到另一个流体(如池塘的表面,水遇到空气)或不同密度的流体相遇。
Strobel 说,冥王星的重力波以类似的方式形成。
冥王星的表面,物质经历了突然的变化:冰转化为气体而不先融化成液体(这一过程称为升华),和气体经过沉积作用的过程变成了固体。
这些事件造成的力量推动大气层。
Darrell Strobel,一个大气科学家和新视野号的团队成员,透过电子邮件告诉SPACE.com:「在大气层中的任何干扰都可以产生重力波,如风吹过山脉,[和]不断变化的天气系统。
」据新视野号大气主题团队组长,也是美国西南研究院成员的Randy Gladstone 认为,Strobel 发展出一个想法:也就是在水平方向、升华推动的风穿越过冥王星的山脉,可能产生了重力波而形成由新视野号观察到的复杂的大气层。
由于这些波在大气层中上下的移动,它们压缩和释放在霾粒子的区域,Gladstone 透过电子邮件告诉Space.com。
虽然这些波本身不可见,在垂直分层所得到的结果却是脱颖而出。
Strobel 说:「在冥王星上,冰的升华和气体的运输至寒冷地区可以推动重力波。
」美国国家暨太空总署的科学家们认为,大气层的交替亮度也可能是由于重力波而成的。
在2015年7月新视野号抵达冥王星的任务之前,这个遥远的世界预计不具备有多大的一个大气层。
虽然科学家们能够在新视野号经过这一个遥远的行星前面时,一窥气体包围在这个世界,但他们也只能仰赖薄弱的数据提示的线索,以找出重力波是否出现在这个星球上。
Stern 说:「新视野号约15分钟就解决了这个问题。
」航天器观测到将近二十几层的霾在这颗行星的大气层里,而Strobel 的模型显示是由重力波所形成的。
冥王星并非唯一具有大气重力波的世界。
大气重力波也出现在地球上,由光火山爆发或从带电极光急剧加热所产生。
土星的冰卫星土卫六和海王星的卫星海卫也有重力波的强烈讯号。
他们的存在揭示了他们的东道主世界的大气,以及提供地表活动的线索。
这些波还可以提供大气层成分组成的提示,一如大气层的结构影响受到波的增长而能有多大。
Strobel 说:「这里(冥王星)的大气层不完全是静态的;所有作用于大气层的力量并非于精确的平衡。
这里有着大气层中的压力差,和可以用来推动风的地形特征。
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