这些发现提供了第一个证据，表明在相对较近的时期内冥王星上有液体流动。该研究基于NASA“新视野号”航天器的观测结果，由SwRI（西南研究院）副总裁艾伦·斯特恩（Alan Stern）博士主导，他是“新视野号”任务的首席研究员。
“冥王星总是不断给我们带来惊喜，”主要作者斯特恩说，“这项新结果也不例外。它不仅表明近期有液体在冥王星表面溢出，还表明冥王星上存在一种新的随时间变化的特征。”
冥王星巨型冰川上的奇怪暗色特征
史普尼克平原（Sputnik Planitia）是一个主要由冷冻氮组成的巨大冰川，面积比德克萨斯州和俄克拉荷马州的总和还要大。“新视野号”在2015年和2016年收集的图像显示，其北部区域包含城市大小的地质对流单元，这些单元由细暗线和更宽、更分散的暗斑隔开。
对这些特征的一项新检查表明，它们偶尔可能会暂时变湿。最可能的来源是从地表下方上升的液氮。这些发现已发表在同行评审的《行星科学杂志》（Planetary Science Journal）上。
液氮无法在冥王星上像雨一样降落，因为这颗矮行星的温度和大气条件不允许。即便如此，史普尼克平原北部部分地区变暗的模式，类似于地球冰川暴露于雨水或从冰下渗出的液体后所看到的特征。
来自格陵兰冰原的线索
为了调查这种相似性，由SwRI主导的团队将“新视野号”的图像与NASA Landsat 9拍摄的地球冰雪区域（包括格陵兰冰原）的图像进行了比较。
在格陵兰岛，狭窄的暗色标记出现在冰雪表面存在液态水的地方。史普尼克平原上也出现了类似的模式，这促使研究人员提出，地下液体（特别是氮）可能正在向上涌出并润湿冥王星冰冻的氮表面。
“史普尼克平原的表面非常年轻，根据表面翻转的建模，可能不到一百万年，因此我们正在观察的这些特征肯定是在那之后形成的，”该研究的合著者之一、SwRI首席科学家凯尔西·辛格（Kelsi Singer）博士说。“冥王星有许多在太阳系其他地方看不到的独特地形，而史普尼克平原的这个区域就是其中之一。与我们在地球上习惯的条件相比，它的表面提供了一组不同的条件，探索这一点使我们能够更好地了解材料在地球上难以复制的环境中的行为。”
早期的研究，包括由斯特恩主导的研究，曾提出在遥远的过去冥王星上曾有液体流动。新的发现更进一步，表明今天史普尼克平原地下可能存在液氮，或者可能在极近的过去曾存在过。
液氮如何到达表面
由SETI研究所高级研究科学家奥尔坎·乌穆尔汉（Orkan Umurhan）博士主导的计算机模拟，为这可能是如何发生的提供了一种可能的解释。
模型表明，史普尼克平原底部深达数公里的氮冰可以融化并产生液氮。然后，这些液体可以通过狭窄的通道上升到表面，就像物质在熔岩管或间歇泉管中移动一样。浮力或来自下方的压力可以帮助将液体向上推。
一旦到达表面，液氮可以保持液态足够长的时间，从而沿着冰川向下流动。在移动过程中，它可以润湿周围的氮冰，并产生“新视野号”观测到的暗色标记。
“我认为这些发现的巨大意义及其所展现的诱人图景，是进一步研究极低温下固态氮物理学的巨大动力和理由，”乌穆尔汉说。“具体而言，研究固态氮材料在应力和应变下发生的物理过程非常重要，因为这会导致它们融化。这些过程从未在实验室中进行过真正详细的研究。”
超越冥王星的意义
到目前为止，研究人员尚未在冥王星的其他地方发现这种底部液体流动的明确证据。然而，这颗矮行星一半以上的面积从未被高分辨率测绘过，这为其他地区可能正在发生类似过程留下了可能性。
涉及融化和液体向上移动的相同机制也可能有助于解释太阳系其他地方的活动。一个可能的例子是海王星最大的卫星海卫一（Triton），NASA的旅行者2号航天器曾在此观察到从表面喷发的间歇泉。
科学家表示，需要对冥王星和其他柯伊伯带行星进行更多高分辨率观测，以确定在遥远的太阳系其他地方是否会发生类似的过程。
位于马里兰州劳雷尔的约翰斯·霍普金斯应用物理实验室为NASA科学任务局设计、建造并运营“新视野号”航天器及任务。位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心（MSFC）行星任务计划办公室为“新视野号”提供NASA的监督。总部位于圣安东尼奥的西南研究院通过首席研究员艾伦·斯特恩博士指导该任务，他领导科学团队、有效载荷运营和科学规划。“新视野号”是NASA MSFC管理的新边疆计划的一部分。