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科学家在冥王星和土卫六上发现不明物质。
冥王星和土卫六存在某些共通之处：那里都存在某种未知的物质。NASA / Johns Hopkins / IFLScience
科学家若想了解遥远天体的化学构成，通常会采用光谱分析的方法。这是因为每一种元素、单质或化合物都有其独特的发射线和吸收线。
这些谱线就如同指纹，若将其位置和强度与已知信息进行对比，就可推断那里——即便是极其遥远的天体上——存在什么样的化学物质。
但最近有科学家却遇到了一件怪事——他们发现在冥王星和土卫六的表面，似乎有什么东西正在吸收特定波长的电磁辐射，但是却无法通过比对谱线信息，找到任何能够与之相对应的化学物质——也就是说，他们在这两个天体上，发现了某种无论是在太阳系，还是遥远的系外行星上，都未曾发现过的东西。
让研究人员感到特别奇怪的是，冥王星和土卫六还是两个差异极大的世界。这样两个世界居然会产生这样奇妙的关联，让人百思不得其解。
“卡西尼”探测器2017年拍摄的土卫六，借助特殊的技术，我们可以看到其浓厚大气层下的大片甲烷/乙烷湖海。NASA / JPL-Caltech / University of Arizona / University of Idaho
故事是从詹姆斯·韦布太空望远镜开始的。研究人员动用了望远镜上的近红外光谱仪（NIRSpec）和中红外探测仪（MIRI）对冥王星和土卫六进行了观测，结果发现，在这两个迥然不同的天体上，存在某种奇怪的东西，正在吸收波长约为5.11微米的光；且这些东西仅存在于这两个天体的表面，而非它们的大气层。尤为古怪的是，通常人们都能通过比对吸收线的特征细节，找到与之相对应的吸收体，但是这一次研究人员却一无所获。
冥王星和土卫六是两个极为不同的世界。土卫六拥有极其浓密的大气层，主要成分是氮和甲烷；其表面分布着大量充满了液态甲烷和乙烷的河流和湖海，还有广袤的沙丘状地貌。
而冥王星是一个冻结得很彻底的世界。虽然它也有一个主要成分为氮的大气层，但极其稀薄。冥王星的外壳主要由水冰和氮冰冰川构成；构成其山脉的主要也是水冰，除此之外还有一些甲烷冰。冥王星上可能还存在冰火山，但它喷出的不是炽热的熔岩，而是某种由水冰、氨冰和甲烷冰等物质混合而成的粘稠物。
“新视野”探测器拍摄的冥王星“斯普特尼克（Sputnik）”平原。平原内是一片广袤的氮冰冰川，其面积占冥王星“心形区”的二分之一。NASA / SwRI / JHUAPL
这两个天体的一大共同之处，是它们的大气中都存在一种名叫“托林（tholins）”的碳氮化合物。但在分析之后，人们发现“托林”及其衍生物与产生神秘吸收线的物质分子似乎并没有关联。在分析了所有由碳氢化合物和硝酸盐浓缩合成，以及与大气光化合作用有关的冰类物质后，研究人员发现尽管有一些物质的特性比较接近，但总体上都无法与这种神秘的吸收线相匹配。
研究人员还发现，这种不明分子尽管这两个天体上都存在，但是还是存在一些差异——冥王星的这种吸收线强度是土卫六的3倍，表明这种物质在冥王星表面的含量是土卫六的3倍。
与此同时，在土卫六上，这种物质的分布显得相当不均匀。由于土卫六被土星潮汐锁定，因此它的一面始终朝向土星，且有一个半球始终朝向它在公转轨道上的前进方向。而这种物质更多地分布在了背朝土卫六前进方向的那个半球。
到目前为止，这种神秘的物质分子究竟是什么仍无法确知。不过研究人员提出了几种可能性。
其一是“苯（benzene，一种环状的碳氢化合物）”和其他不明分子的混合物；其二是某种形态的乙炔（acetylene）冰或乙烯酮（ketene）冰；其三可能是某种我们熟悉的分子在极端环境中展现出来的异常特性。
主持研究的Bruno Bézard称，这种异常现象或许与天体表面的某种地貌特征相关。目前研究人员正在与一个研究土卫六表面神秘化合物的项目小组合作，以期尽早解开这个谜。
参考
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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