太空探索／冥王星大氣中 發現一氧化碳氣體

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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）