科學(xué)家推測(cè),冥王星高空的霾層與土衛(wèi)六上的霾層在本質(zhì)上是相似的,都是太陽(yáng)光引起大氣中的氮?dú)夂图淄榘l(fā)生光化學(xué)反應(yīng),生成煙灰狀的小顆粒。這些顆粒將逐漸沉降到天體表面。著名的行星科學(xué)家卡爾.薩根把這些煙霧顆粒稱(chēng)為索林(?tholins)。
科學(xué)家最早在土衛(wèi)六泰坦(Titan)的大氣層研究中提出了這種大氣化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)大氣層中含有甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、氨(NH3)、水(H2O)、 甲醛(HCHO)、硫化氫H2S)等成分時(shí),太陽(yáng)光的紫外照射或放電提供的能量,將驅(qū)動(dòng)大氣光化學(xué)反應(yīng),合成一種復(fù)雜的固態(tài)有機(jī)化合物,被稱(chēng)為索林。
索林本身的顏色可能是灰色或者紅色的,但在大氣層中,這些煙霧顆粒會(huì)散射藍(lán)光,使得天空呈現(xiàn)藍(lán)色。冥王星上淺藍(lán)色的天空泄露了它的大氣成分和煙塵顆粒大小的秘密。通常情況下,藍(lán)色的天空一般是很細(xì)小的顆粒散射太陽(yáng)光導(dǎo)致的,地球上的藍(lán)天是極微小的氮?dú)夥肿右鸬?,而冥王星上的顆粒會(huì)稍微大一些,類(lèi)似于我們熟知的煙塵。
科學(xué)家相信,在冥王星的高層大氣中,太陽(yáng)光中的紫外線分解并電離大氣中的氮?dú)夥肿优c甲烷分子,形成復(fù)雜的帶正電和負(fù)電的離子。當(dāng)這些帶電離子結(jié)合時(shí),就會(huì)形成非常復(fù)雜的有機(jī)大分子。有機(jī)大分子繼續(xù)發(fā)生化學(xué)合成反應(yīng),并逐漸長(zhǎng)大,最終形成細(xì)小顆粒物。當(dāng)這些顆粒像雪粒子一樣沉降到冥王星表面時(shí),會(huì)給地表蒙上一層淡淡的紅色或灰色。
根據(jù)可見(jiàn)-紅外成像光譜儀(Ralph)的探測(cè)數(shù)據(jù),獲得的另一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是,在冥王星上,發(fā)現(xiàn)了一些暴露在地表的水冰。
冥王星上有大量的水,所以有水冰并不稀奇。但是,相對(duì)于氮冰、甲烷冰來(lái)說(shuō),水冰的揮發(fā)性要低得多,所以冥王星上的絕大部分地區(qū)都應(yīng)該被氮冰和甲烷冰等更具揮發(fā)性的冰覆蓋的,水冰一般會(huì)被掩埋在其他冰層的下面,很難出露在地表。為什么冥王星上會(huì)有暴露在地表的水冰?
而且,暴露水冰的區(qū)域與冥王星彩色照片上的兩紅色區(qū)域?qū)?yīng)得很好,這些紅色的水冰更讓人感到迷惑。暴露在地表的水冰與沉降到地表的紅色索林之間是否存在什么聯(lián)系?這一謎團(tuán)還有待進(jìn)一步的研究來(lái)證實(shí)。