浙江
科學家在冥王星和土衛六上發現不明物質。
冥王星和土衛六存在某些共通之處：那里都存在某種未知的物質。NASA / Johns Hopkins / IFLScience
科學家若想了解遙遠天體的化學構成，通常會采用光譜分析的方法。這是因為每一種元素、單質或化合物都有其獨特的發射線和吸收線。
這些譜線就如同指紋，若將其位置和強度與已知信息進行對比，就可推斷那里——即便是極其遙遠的天體上——存在什么樣的化學物質。
但最近有科學家卻遇到了一件怪事——他們發現在冥王星和土衛六的表面，似乎有什么東西正在吸收特定波長的電磁輻射，但是卻無法通過比對譜線信息，找到任何能夠與之相對應的化學物質——也就是說，他們在這兩個天體上，發現了某種無論是在太陽系，還是遙遠的系外行星上，都未曾發現過的東西。
讓研究人員感到特別奇怪的是，冥王星和土衛六還是兩個差異極大的世界。這樣兩個世界居然會產生這樣奇妙的關聯，讓人百思不得其解。
“卡西尼”探測器2017年拍攝的土衛六，借助特殊的技術，我們可以看到其濃厚大氣層下的大片甲烷/乙烷湖海。NASA / JPL-Caltech / University of Arizona / University of Idaho
故事是從詹姆斯·韋布太空望遠鏡開始的。研究人員動用了望遠鏡上的近紅外光譜儀（NIRSpec）和中紅外探測儀（MIRI）對冥王星和土衛六進行了觀測，結果發現，在這兩個迥然不同的天體上，存在某種奇怪的東西，正在吸收波長約為5.11微米的光；且這些東西僅存在于這兩個天體的表面，而非它們的大氣層。尤為古怪的是，通常人們都能通過比對吸收線的特征細節，找到與之相對應的吸收體，但是這一次研究人員卻一無所獲。
冥王星和土衛六是兩個極為不同的世界。土衛六擁有極其濃密的大氣層，主要成分是氮和甲烷；其表面分布著大量充滿了液態甲烷和乙烷的河流和湖海，還有廣袤的沙丘狀地貌。
而冥王星是一個凍結得很徹底的世界。雖然它也有一個主要成分為氮的大氣層，但極其稀薄。冥王星的外殼主要由水冰和氮冰冰川構成；構成其山脈的主要也是水冰，除此之外還有一些甲烷冰。冥王星上可能還存在冰火山，但它噴出的不是熾熱的熔巖，而是某種由水冰、氨冰和甲烷冰等物質混合而成的粘稠物。
“新視野”探測器拍攝的冥王星“斯普特尼克（Sputnik）”平原。平原內是一片廣袤的氮冰冰川，其面積占冥王星“心形區”的二分之一。NASA / SwRI / JHUAPL
這兩個天體的一大共同之處，是它們的大氣中都存在一種名叫“托林（tholins）”的碳氮化合物。但在分析之后，人們發現“托林”及其衍生物與產生神秘吸收線的物質分子似乎并沒有關聯。在分析了所有由碳氫化合物和硝酸鹽濃縮合成，以及與大氣光化合作用有關的冰類物質后，研究人員發現盡管有一些物質的特性比較接近，但總體上都無法與這種神秘的吸收線相匹配。
研究人員還發現，這種不明分子盡管這兩個天體上都存在，但是還是存在一些差異——冥王星的這種吸收線強度是土衛六的3倍，表明這種物質在冥王星表面的含量是土衛六的3倍。
與此同時，在土衛六上，這種物質的分布顯得相當不均勻。由于土衛六被土星潮汐鎖定，因此它的一面始終朝向土星，且有一個半球始終朝向它在公轉軌道上的前進方向。而這種物質更多地分布在了背朝土衛六前進方向的那個半球。
到目前為止，這種神秘的物質分子究竟是什么仍無法確知。不過研究人員提出了幾種可能性。
其一是“苯（benzene，一種環狀的碳氫化合物）”和其他不明分子的混合物；其二是某種形態的乙炔（acetylene）冰或乙烯酮（ketene）冰；其三可能是某種我們熟悉的分子在極端環境中展現出來的異常特性。
主持研究的Bruno Bézard稱，這種異常現象或許與天體表面的某種地貌特征相關。目前研究人員正在與一個研究土衛六表面神秘化合物的項目小組合作，以期盡早解開這個謎。
參考
An unidentified absorption feature at 5.11μm on the surface of Titan and Pluto from JWST spectroscopy
https://arxiv.org/abs/2606.13350
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