冥王星的热启动情景和早期海洋形成有关

尽管矮行星的轨道远离太阳，位于太阳系寒冷的外围，但冥王星形成期间新物质的积聚可能产生了足够的热量以产生液态海洋，该液态海洋一直持续到冰冷的地壳之下。

6月22日发表在《自然地球科学》上的一篇论文中提出的这种“热启动”场景与冥王星起源的传统观点形成了鲜明对比，冥王星的起源是一个冰和岩石球，其中放射性衰变最终可能产生足够的热量来融化冰和形成地下海洋。

加州大学圣克鲁斯分校地球与行星科学教授弗朗西斯·尼莫说：“长期以来，人们一直在思考冥王星的热演化和海洋生存的能力。” “现在我们有了来自NASA的“新视野”任务的冥王星表面图像，我们可以将我们看到的图像与不同热演化模型的预测结果进行比较。”

第一作者和UCSC研究生Carver Bierson解释说，由于水在冻结时会膨胀，在融化时会收缩，因此热启动和冷启动方案对冥王星的构造和由此产生的地表特征具有不同的影响。

“如果开始冷，冰在内部融化，冥王星就会收缩，我们应该在其表面看到压缩特征，而如果开始热，它应该随着海洋冻结而膨胀，我们应该在表面看到扩展特征，”比尔森说过。“我们看到了很多膨胀迹象，但没有看到任何压缩迹象，因此，从液态海洋开始，这些观测结果与冥王星更加一致。”

实际上，冷启动冥王星的热和构造演化有些复杂，因为在逐渐融化的初期之后，地下海洋将开始重新冻结。因此，表面压缩会在早期发生，然后再进行最近的扩展。首先，扩展将贯穿整个冥王星的历史。

尼莫说：“冥王星上最古老的表面特征很难弄清楚，但看起来表面既有古代又有现代的延伸。”

下一个问题是是否有足够的能量使冥王星热启动。两种主要能源将是岩石中放射性元素的衰变释放的热量，以及新材料轰炸不断生长的原行星表面时释放的重力能量。

比尔森的计算表明，如果所有引力能量都保留为热量，将不可避免地产生初始的液态海洋。然而，实际上，大部分能量会从表面辐射出去，特别是如果新材料的吸收缓慢发生的话。

尼莫说：“首先，冥王星如何组合在一起对它的热演化至关重要。” “如果堆积速度太慢，表面的热物质就会向空间辐射能量，但是如果堆积速度足够快，热量就会被困在内部。”

研究人员计算出，如果冥王星形成的时间少于30,000年，那么它就开始炙手可热。相反，如果吸积发生了几百万年，那么只有大的冲击器将其能量深埋在地表之下时，热启动才有可能。

新发现表明，其他大型柯伊伯带天体也可能开始很热，并且可能有早期海洋。这些海洋可能一直存在到最大的物体中，例如矮行星埃里斯(Eris)和麦克马克(Makemake)。

比尔森说：“即使在远离太阳的寒冷环境中，所有这些世界可能已经形成了快速而炎热的海洋。”

除Bierson和Nimmo之外，该论文还由New Horizo​​ns任务的首席研究员西南研究所的Alan Stern合着。

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