表面溫度只有-229℃的冥王星，為何擁有液態海洋？
1930年2月18日，美國天文學家克萊德·威廉·湯博發現了冥王星。由於它距離太陽非常遙遠，能接收到的太陽輻射極少，所以表面非常寒冷，所以人們把它與陰森的冥界聯系起來，將它命名為冥王星。
事實證明，冥王星的確是壹個寒冷徹骨的世界。它位於遙遠的柯伊伯帶，距離太陽最遠時有73億公裏，近的時候也有44億公裏，又沒有完整的大氣層保護，因此表面溫度極低。根據科學家的探測，其表面平均溫度只有-229攝氏度。
對於這顆遙遠的矮行星，我們的了解始終非常有限。直到2015年，NASA的新地平線號探測器首次近距離光臨冥王星，讓人類以前所未有的方式獲得了大量關於冥王星的信息。借此機會，我們對冥王星和柯伊伯帶有了壹個全新的認識，甚至有了難以置信的發現： 在冥王星冰封的表面之下，竟然還隱藏著壹片液態水的地下海洋 ！
很難想象，冥王星的內外竟然是差異如此明顯的世界。畢竟外太陽系如此寒冷，如果沒有確鑿的證據，人們很難相信冥王星竟然有地下海洋。那麽問題也隨之而來：它的內部是如何擁有如此高的溫度呢？
壹般來說，行星內部的溫度可能有多種來源。比如地球的核心，溫度接近6000攝氏度，比太陽表面還高，這與內部的放射性物質在衰變過程中放出的熱量有著密切的關系。因此有人推測：冥王星內部的液態水可能也來自於同樣的機制。在45億年前形成的時候，冥王星也是由宇宙中寒冷的物質凝聚而成，不過由於只有八大行星留下的邊角料，所以凝聚過程非常慢，其中的放射性物質落在核心區域，如今釋放出了熱量，而落在中間區域的冰則因此而被融化。
不過，雖然這個說法可以解釋冥王星內部的液態水的來源，但是新地平線號探測器觀測到冥王星表面的其他特征卻與之相悖，因此有些科學家並不認同這個說法。
加州大學聖地亞哥分校的地球和行星科學家Carver Bierson指出：“如果冥王星在壹開始是冰冷的，後來冰在內部融化，冥王星應該會收縮（冰密度比水小，占體積更大），那麽我們應該能在它的表面看到壓縮的特征；而如果它壹開始是炎熱的，那就會隨著海洋的凍結而發生膨脹，我們應該可以在它的表面看到延伸的地貌。”
隨著新地平線號對冥王星地表的近距離拍攝，這些地形地貌圖片也清晰地展現在了科學家們的眼前，對於驗證冥王星液態海洋形成機制的猜想有著重要的意義。Bierson繼續說：“我們看到了很多伸展的證據，但卻沒有發現任何擠壓的痕跡。所以說，觀測結果更符合冥王星開始時就擁有液態海洋的猜想。”
他和他的同事們對於這個結果也非常震驚，並且以主要作者的身份整理為論文發表在了《自然地球科學》上。
接下來的問題是，宇宙如此“寒冷”，由冰冷物質組成的冥王星是如何壹開始就擁有如此高的溫度呢？比較可能的壹個說法，那就是冥王星的形成過程過於暴力，所有的物質並非溫柔地凝聚在壹起，而是以狂轟濫炸的形式聚集在冥王星上。在這樣的轟炸過程中，冥王星的溫度迅速躥升，導致液態海洋的出現。
在提出這個看法後，研究人員繼續對轟炸的時長進行了討論。加州大學聖克魯斯分校的地球和行星科學家Francis Nimmo說：“冥王星在最初究竟是怎樣被組合起來的，這對於它的溫度演化非常重要。如果它的組裝過程過慢，表面的熱物質就會將能量輻射到太空中去；如果組裝過程太快，熱量就會被鎖在內部。”
根據以往的理論，柯伊伯帶天體的形成過程非常漫長。直徑2376公裏的冥王星如果用這個模型來解釋，其形成過程可能長達幾億年。如果情況真的是這樣的，那麽它內部的熱量恐怕早就散失殆盡了，不可能還支持地下的液態海洋。
最新的研究表明，冥王星的形成過程可能分為兩個階段，這樣的模式可以解釋冥王星的壹些問題。該模型認為，冥王星在從無到有，成長到300公裏直徑的過程中，經歷了壹段非常漫長的歲月。但是，隨後的生長過程非常快，直徑迅速超過了2000公裏。
根據Bierson等人的推測，第二階段可能僅僅持續了3萬年的時間。這個時間短得驚人，在宇宙的時間尺度下幾乎就是壹瞬間，和冥王星數億年的形成時間相比也不值壹提。但他們相信，這樣的時長才恰好保證冥王星能夠在地表以下擁有壹個液態海洋。同時，他們認為這壹套機制也適用於其他壹些柯伊伯帶天體，這意味著某些較大的柯伊伯帶天體也有著熱啟動的形成機制，以及地下液態海洋，並且在幾十億年的時間裏都沒有被凍結。
當然，這個推測目前也真的僅僅是推測，我們需要更多的證據來證明。對此，研究團隊也提出了證明的方法。
他們在論文中指出：“冷啟動和熱啟動模型之間有壹個巨大的差別，那就是前者很可能會在近表面區域殘留下未分化的富巖結構……像是在谷神星上發現的那種確鑿的富巖證據，可以推翻冥王星熱啟動的理論。同樣的，廣泛存在的地形壓縮痕跡，比如褶皺山脊，也會與熱啟動的冥王星相違背。”
因此，想要找到冥王星液態海洋出現的原因，我們必須對冥王星地表進行更深入的研究。不過，從目前來看，我們再次探訪冥王星的日子恐怕是遙遙無期……