1930年，美國天文學家克萊德·湯博發現了一顆新的太陽系天體，由于這顆天體距離太陽極其遙遠，表面極度寒冷，所以用神話中的冥神普魯托來給它命名，這就是冥王星。

冥王星确實太遙遠了，最近的時候距離太陽也有超過44億公裡，最遠的時候甚至在73億公裡以外。直到2015年7月，美國宇航局的新地平線号探測器才首次近距離飛掠冥王星，在距離太陽31億英裡（約50億公裡）的位置拍攝了大量的圖像，讓人類在曆史上首次看清了這顆矮行星。

然而，看清冥王星及其衛星後，必然随之而來的就是更多的謎題。其中有一個問題一直困擾着科學家，那就是冥衛一北極的紅色斑點。

正如美國西南研究所（SwRI）的行星科學家蘭迪·格拉德斯通博士所說的那樣：“在新地平線号之前，最清晰的冥王星圖像也隻是來自哈勃望遠鏡的一個反射了太陽光的模糊光團。”

冥衛一，又叫卡戎，是冥王星最大的衛星。冥王星的直徑約為2376.6公裡，冥衛一的直徑達到了約1212公裡，比冥王星的一半還大，這是太陽系内行星、矮行星與自己衛星比例最接近的一對。多年以來，除了冥王星之外，冥衛一也一直是天文學家好奇的對象。新地平線号探測器發現的冥衛一北極鐵鏽色的“帽子”，就是他們關注的焦點之一。

科學家們給冥衛一的北極起了個綽号——Mordor，這個暗斑也因此被稱為Mordor Macula（摩多暗斑）。在地球或者火星上，如果有這種顔色的斑點存在，也不算是什麼謎題，畢竟這兩顆行星上有相對比較多的鐵元素，會形成鐵鏽。那麼，冥衛一北極的暗斑，也是鐵鏽嗎？

科學家不這樣認為。他們猜想，這些鐵鏽色的物質可能是一種焦油狀的化合物，天文學家給它起了個名字——托林（tholin）。

實際上，托林這個詞不是這一次特意發明的詞語，而是著名的天文學家卡爾·薩根在上個世紀末和他的同事比斯恩·卡哈創造的詞語，指代的是著名的米勒-尤裡實驗儀器中混合氣體内獲得的難以定性的物質。冥王星系統中的托林也不是第一次被發現了，科學家們早就意識到這些物質的存在，隻不過新地平線号讓他們看得更清晰了，并且還在冥衛一上發現了它。

一開始，科學家們推測冥衛一上的這個暗斑的來源是甲烷。他們認為，這些甲烷來自于冥王星，卡戎通過自己的引力捕獲到自己的北極，然後在太陽的紫外輻射下變成這種鐵鏽色暗斑的。這些紫外線在穿越太空中的氫雲之後，就會轉化為一種特殊的紫外線，研究人員稱之為萊曼-α射線，是它讓冥王星和冥衛一表面的碳氫化合物轉化為棕紅色固體的。

這個想法是比較合理的，但需要研究人員的進一步論證。最近，科學家們在實驗室進行的實驗和利用計算機建模，推測出了冥衛一摩多暗斑的形成過程。最新還原的過程和以往的理論差不太多，但有些細節是新的。

我們知道，冥王星的引力是比較弱的，它表面的大氣層也極其稀薄，近乎于沒有。凝固在其表面的甲烷一旦升華，能否保留在這個稀薄的大氣層中是個疑問，它們很有可能就會逸散到太空之中。冥衛一和它的距離并不遠，雖然引力也不大，但也可以吸收一部分彌散在太空之中的甲烷。

不過，相同的過程也有可能發生在冥衛一上。盡管距離太陽幾十億公裡，表面平均溫度隻有-220℃，但如果處在比較溫暖的季節，這些甲烷還是有可能會融化或者升華，從而逃離冥衛一的。

為了了解冥衛一是如何保存這個棕紅色極冠的，SwRI的研究人員對冥王星和冥衛一進行了模拟。結果表明，冥衛一北極的斑點，可能和春天的季節切換有關。

模拟結果顯示，冥衛一的北極進入春季逐漸轉暖的過程通常會持續幾年的時間，這個時間和地球的一年相比确實有些長，但和冥王星的公轉周期——約248年相比，就顯得有些微不足道了。随着南極的溫度逐漸降低，貯存在北極的、僅有幾十微米厚度的甲烷冰霜就開始逐漸蒸發了。

研究人員發現，冥衛一上的甲烷其實根本來不及吸收足夠的萊曼-α射線，從而轉變為棕紅色固體留在北極，也就是說，以往的理論是有一些錯誤的。

不過，甲烷的“兄弟”乙烷在這個過程中發揮了作用，它比甲烷的揮發性要更低一些，在冥衛一北半球進入夏季時，乙烷能夠相對更長時間地留在冥衛一表面。研究人員已經通過實驗證明，冥王星和冥衛一上的甲烷有條件轉化為乙烷。因此，或許是這些由甲烷轉變成的乙烷在萊曼-α射線的照射下，形成了這種棕紅色的沉積物。

研究人員推測，來自太陽風的電離輻射會分解這些冰霜，并且形成越來越複雜、顔色越來越紅的物質。未來，這個極地冰冠會不會變成其他的模樣呢？讓我們拭目以待吧。

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