冥王星斜坡上N₂和CH₄霜形成过程的建模
地球与行星天体物理
2026-01-09 v2
摘要
背景。New Horizons揭示的冥王星克苏鲁赤道区域总体上较暗且基本缺乏挥发性物质，因为其表面反照率较低。然而，在陨石坑边缘和斜坡上观测到的局部亮斑被解释为CH₄霜。\n目标。先前的研究提出这些霜可能是由这些斜坡的几何形状所驱动的特殊日照造成的，但这从未经过定量检验。我们研究了冥王星上这些局部霜沉积物的起源、稳定性和在挥发性物质循环中的潜在作用。\n方法。我们在冥王星挥发性物质传输模型中实现了一种新的亚网格尺度斜坡参数化方案，该方案考虑了斜坡地形上特定的太阳辐照以及由此产生的表面和地下温度。该参数化方案还允许在斜坡上发生挥发性物质（无论是N₂还是CH₄）的凝结与升华，包括这些物种的大尺度传输效应。这对确定霜的形成或消失量至关重要。\n结果。我们的模拟再现了北向斜坡上观测到的CH₄霜作为当前正在升华的季节性沉积物，预测了南向斜坡上的常年CH₄霜，并表明斜坡微气候不太可能改变全球挥发性物质循环。\n结论。即使在冥王星最暗、最温暖的区域，斜坡上也能形成季节性和常年性的N₂和CH₄霜，因为倾斜地形上接收到的局地阳光减少。尽管冥王星表面广泛分布着斜坡地形，但斜坡微气候似乎仅对全球挥发性物质循环产生轻微影响。
引用
@article{arxiv.2510.07003,
title = {Modeling the formation of N2 and CH4 frost on Pluto's slopes},
author = {L. Lange and T. Bertrand and V. Belissa and S. Capry and L. A. Young and A. Falco},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.07003},
year = {2026}
}