一項新的研究揭示了冥王星著名的心形氮冰區域如何在矮行星稀薄的大氣層中產生風，從而導致其明亮的表面發生大量變色。該研究使用了美國宇航局（NASA）的新視野號航天器在2015年與冥王星的近距離飛掠時收集的信息，在此期間，探測器捕獲了遙遠的外星世界上令人驚嘆的圖像和數據寶庫。

這項新研究的核心是冥王星之心TombaughRegio，在2015年新視野號對冥王星的快速探索過程中引起了公眾的注意。從遠處看，它的結構就像一個超大的卡通心臟。經過仔細檢查，形成心臟左“瓣”的巨大盆地顯示出它本身就是地質奇跡。該盆地被稱為史潑尼克平原(SputnikPlanum)。

冰冷的平面似乎被劃分為多個單元，并且相對沒有撞擊坑。對新視野號數據的分析表明，SputnikPlanitia通過對流過程不斷刷新其表面，其中較熱的液氮從表面下方升起并在單元中間凝固，而較冷的氮冰則在回落至表面下方。依靠高級計算機建模的新研究現已使人們進一步了解了這種不尋常的景觀如何與周圍環境相互作用。

根據這項新研究背后的小組的研究，每天從SputnikPlanitia蒸發出一層薄薄的表面氮，然后在高空大氣中生出。夜間溫度下降時，氮氣下降，并再次結冰。物質的這種周期性蒸發和重新安置被比作一顆心臟的跳動，并且每次跳動時，所產生的大氣干擾就會使氮風橫穿整個行星表面。

該團隊獲取了由新視野號收集的有關冥王星地形和冰分布的數據，并對潛在的天氣周期進行了計算機模擬，以弄清循環氣體如何影響地表特征。

科學家發現，從冰蓋蒸發到北部的氮氣向南移動并沉降，這觸發了西部的風。出乎意料的是，在多數時候，冥王星地表以上4公里處普遍存在的大氣流與矮行星的東旋相反。這是一種罕見的大氣過程，稱為retro-rotation。

在模擬過程中，科學家還發現了另一條相對較強的風流，該風流越過人造衛星Planitia的西邊緣靠近地面。這組作者說，這股氣流反映了類似的風，它吹過亞洲的東部邊緣回到地球上。

研究人員發現，模擬中描述的大氣流可以解釋位于SputnikPlanitia西部的冰的顏色和成分的差異。當風向西吹時，它可能會從大氣中傳出熱量，然后這些熱量會與冰接觸，從而使冰升華得更快，并且反射率降低。此外，風也可能攜帶深色材料，這些深色材料隨后沉積在表面的條紋中。

NASA艾姆斯研究中心的天體物理學家和行星科學家、研究報告的主要作者TanguyBertrand表示：“SputnikPlanitia對冥王星的氣候可能與海洋對地球的氣候一樣重要。如果沒有SputnikPlanitia-如果沒有冥王星之心-您將不會有相同的循環。”

有關該研究的論文已發表在《地球物理學研究雜志》上。