【冥王星：它的空气开始结冰】
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2015 年 7 月 ， 新视野号外太阳系任务飞越冥王星 ， 在50 亿公里的旅程后掠过冥王星表面仅 12500 公里 ， 返回了令人难以置信的微小冰冷世界的图像和数据 。 该任务是在创纪录的时间内构思、设计、建造和发射的 ， 因为科学家们希望尽快到达冥王星 。 为什么？因为冥王星在一条相当椭圆的轨道上绕太阳运行 ， 并且在 1989 年左右它是它离太阳最近的点 。 之后 ， 随着它在 248 年的轨道上慢慢拉开 ， 它会慢慢变冷 。 冥王星有一个非常稀薄的氮大气 ， 只有地球的1/100000厚 ， 但它就在那里 。 然而 ， 随着温度的下降 ， 科学家们担心当探测器到达那里时它会结冰 。 事实证明 ， 他们来得正是时候 。 当 New Horizons 疾驰而过时 ， 这种气氛仍在发挥作用 。 然而 ， 到 2018 年 ， 有证据表明大气开始凝结 。
2018 年 8 月 15 日 ， 从地球上看 ， 冥王星直接从恒星UCAC4 341-187633前方经过 ， 该恒星仅比冥王星本身亮一点 。 像这样的事件被称为掩星 ， 这对天文学家来说非常有用；有时给出遮挡对象的大小甚至形状 。 对于掩星来说 ， 时间和地点就是一切 。 它在地球上形成一条路径 ， 就像日食一样 ， 在这条路径之内你可以看到它 ， 而在外面你看不到 。 对于 2018 年冥王星掩星 ， 南界是中美洲的伯利兹和危地马拉 ， 北界横穿美国北部 。 中心线 ， 恒星将直接穿过冥王星的中部 ， 穿过墨西哥、墨西哥湾沿岸 ， 然后到达东大西洋各州 。 少数观察者能够测量恒星的亮度 。 如果冥王星没有大气层 ， 当世界的固体从它前面经过时 ， 恒星的亮度会迅速下降 。 但是大气在那里 ， 实际上离地表很高 ， 所以这颗恒星逐渐变暗 ， 随着时间的推移 ， 亮度又重新上升 。 这可以告诉科学家大气的垂直结构 ， 这对于表征它非常有用 。 2018 年 8 月 15 日 ， 冥王星从一颗微弱的恒星前面经过 ， 从地球上看到它挡住了它的光 。 这张地图显示了事件的路径 ， 包括它的限制 。 插图显示了恒星的亮度 ， 由于冥王星的稀薄大气层而逐渐下降 ， 并且还显示了由于大气折射导致的“中央闪光” 。
空气弯曲光线 ， 就像勺子在一杯水中弯曲的样子 。 这称为折射 。 当这颗恒星正好在冥王星的另一边 ， 就在冥王星中心的正后方时 ， 世界边缘的空气将星光转向观察者 ， 造成所谓的中央闪光 。 如果你通过一个足够大的望远镜观察 ， 它看起来就像冥王星被一个明亮的光环所包围 。 这在遮挡物体有大气层的掩星中很常见 。 例如 ， 海王星的卫星 Triton就发生了这种情况 。 这种闪光还可以告诉天文学家很多关于物体大气的信息 。 那么结果如何呢？当新视野号在 2015 年经过冥王星时 ， 大气层实际上变得越来越厚 ， 表面压力每十年翻一番 。 该航天器测量的表面压力约为 11.5 微巴（地球海平面压力的百万分之一） 。 鉴于这一趋势 ， 预计2018 年的测量值将超过 14 微巴 。 事实并非如此：掩星产生了 11.4 微巴的压力 ， 几乎与新视野号所看到的完全相同 。 这表明压力上升趋势终于停止 。 冥王星的大气层不像地球的大气层 ， 那里已经达到平衡并且压力保持相对恒定* 。 冥王星的大气层是由表面的氮冰升温和升华 ， 变成气体而产生的 。 这种情况发生的速度很大程度上取决于温度 。 冥王星的轨道距离太阳近 4.5 到 75 亿公里 ， 因此它在近日点（离太阳最近）和远日点（最远）时获得的阳光几乎是太阳的三倍 。 这意味着当它开始向外移动时 ， 温度下降到足以使氮气停止升华并且过程逆转 ， 空气中的氮气开始冻结 。
原因是热惯性 。 冥王星在 1989 年接收到最多的阳光 ， 但即使它（非常缓慢地）远离太阳 ， 它仍然接收到阳光 ， 并且升温速度超过了它能够散发出热量的速度（嗯 ， -230°C '不完全是温暖 ， 但你知道我的意思） 。 所以它需要一段时间才能真正开始再次冷却 。 这一定是在 New Horizo?? ns 到达那里后不久开始的 。 时机不错 。 我会注意到 2015 年的掩星 ， 就在新视野号飞掠之前 ， 表明大气没有塌陷 ， 结果于 2020 年发布（并于 2021 年初发布） 。 所以对我来说很有趣的是 ， 在分析这些观察结果时 ， 2018 年的掩星已经表明空气正在坍塌！有时科学需要一段时间 ， 结果可能会交叉 。 如果 2018 年掩星结果显示大气开始结冰是正确的 ， 那么冥王星在尽可能接近太阳后终于开始降温 。 几十年来 ， 它的轨道将把它带到更远的地方 ， 当它下一次到达远日点时——大约在 2213 年——它将和它一样冷 。 大气将大部分已经冻结 ， 并且可能会保持这种状态一个多世纪 ， 然后随着微弱的阳光温暖地表而慢慢开始再次膨胀 。
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