原始 N2 为冥王星 Sputnik Planitia 的存在提供宇宙化学解释

冥王星表面环境中 N2 的存在对于造就冥王星丰富的特征与过程至关重要。本文我们提出，观测到的冥王星上 N2 中的氮原子是在冥王星形成期间以该化学形式吸积的。我们利用新视野号数据与模型估算以下外部储库中的 N2 量：大气、逃逸、光化学与表面。推断总外部库存由 Sputnik Planitia 处富 N2 冰的冰盖主导，或者若过去逃逸速率远快于现今则由大气逃逸主导。冥王星大气是可忽略的 N2 储库，且 N2 的光化学破坏也可能影响甚微。基于彗星与太阳成分估算了冥王星吸积的 N2 量。发现彗星模型可解释 Sputnik Planitia 中 N2 的量，而太阳模型可提供大量初始 N2 库存从而使巨量大气逃逸成为可能。这些一致性可视为支持冥王星 N2 原始起源的初步证据。然而，两模型预测的吸积 CO/N2 比均远高于冥王星大气中的比值。本文给出定量支持的用以解释“缺失 CO”的可能过程为：来自大气的分级结晶导致 CO 在地表掩埋，以及受亚表面亚稳态热力学平衡控制的 CO 水相破坏反应。原始 N2 作为冥王星氮主要来源（相对于 NH3 或有机 N）的合理性，可利用未来对 N2 中 14N/15N 比与 36Ar/N2 比的约束进行更严格检验。