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[新聞] 冥王星大氣中 發現一氧化碳氣體
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http://www.nownews.com/2011/05/20/11622-2714067.htm

冥王星大氣中 發現一氧化碳氣體

經過近20年的觀測研究,由英國聖安德魯斯大學天文學家Jane Greaves領軍的跨國研究
小組,利用位在夏威夷的JCMT(James Clerk Maxwell Telescop)望遠鏡觀測冥王星光
譜,結果發現冥王星大氣中含有一氧化碳(CO,carbon monoxide)氣體。

自1930年發現以來,冥王星是目前唯一已知擁有大氣層的矮行星;冥王星的大氣層是
1988年時,透過冥王星掩星事件發現的;當時初估冥王星大氣的厚度約100公里左右,
溫度則僅有攝氏零下220度,主要以氮氣為主。

Greaves等人發現,JCMT觀測的資料中顯現很強的一氧化碳氣體訊號,且冥王星大氣層
的厚度高達3000公里,相當於冥王星到它最大的衛星凱倫(Charon,冥衛一)距離的1/4
了。不過,最讓Greaves等人感到驚訝的觀測結果,是他們的訊號強度比另一西班牙團
隊於2000年時利用 IRAM 30米望遠鏡所得的上限還強2倍,一方面可能是因為他們將累
積了好幾晚的觀測資料予以疊加的關係,另一方面很可能是因為冥王星的大氣過去10年
不斷在增厚中,或是一氧化碳的濃度突然增高。唯一已確認的冥王星大氣氣體—甲烷也
偵測到過類似的變化。

冥王星繞太陽一周約需248年,1989年是這個週期中最接近太陽之時。因此上述的氣體增
加現象,很可能是這段期間,因太陽加熱使冥王星溫度稍微上升,讓表面冰層部分蒸發
的結果。然而,這個大氣層可能是太陽系中最細薄脆弱的,大氣頂層的氣體會不斷消散
在太空中。他們所觀測到的這個一氧化碳的高度,與太陽風掠奪冥王星大氣的理論模型
預測相符。

與二氧化碳(CO2,carbon dioxide)這個溫室效應氣體不同,當冥王星大氣中的甲烷吸
收陽光並放出熱能使大氣加溫之時,一氧化碳反而是扮演冷卻的角色。在長達數十年的
冥王星季節變換期,這兩種氣體間的平衡相當重要,因為或許正是一氧化碳減緩了冥王
星的氣體流失率;但若一氧化碳冷卻效應太強,將使大氣中的氮氣結成雪花,其他氣體
則都凍結在冥王星表面。

Greaves表示,看到地球以外的天體有如此氣候變化是很新奇的事,這個又冷又簡單的大
氣層受到太陽影響之深,或許可以給科學家一些線索,瞭解某些最基本的物理機制到底
是如何運作的,再將相關知識回過頭來應用在我們地球的大氣中。Greaves等人利用的觀
測儀器是JCMT的A接收機,這個儀器自1990年代開始就運作至今,搭配新設計的觀測模式
和資料分析流程,就可以讓老儀器翻身,達到前所未有的成就。
(文/引用自臺北天文館之網路天文館網站)
2011/05/27 Fri 19:44:15
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