N₂的增积、有机氮的变质或两个过程可能对冥王星N₂的起源作出了贡献。
摘要：冥王星的N₂起源仍然是一个谜。然而，最近根据在冥王星大气中未检测到HC15N的结果估算了N₂的$^{14}N/^{15}N$比值，同时考虑了HCN和N₂之间的$^{14}N/^{15}N$分馏。在这里，我展示了如果这一转化同位素比值的步骤得到了充分理解，那么得到的$^{14}N/^{15}N$比值将成为冥王星N₂起源的第一个区分约束条件。本研究的一个发现是大气N₂和冥王星富含N₂的冰之间的同位素分馏似乎不是显著的。我推断冥王星上N₂的主要库含量的$^{14}N/^{15}N$比值的下限约为197，即主要含于Sputnik Planitia。从这个下限可以排除以氨为起源的冥王星N₂。我进行了N同位素混合计算，以定量理解原始N₂、NH₃和有机物质(Norg)对冥王星观测到的N₂库存的贡献之间的关系。这些计算解决了Norg同位素组成和大气逃逸历史的不确定性对原始N₂、NH₃和Norg贡献的允许范围的影响。虽然现有的不确定性很大，但我发现原始N₂、Norg或两者的贡献是可能的，它们的总和至少应占45\%。因此，冥王星很可能是由冷却到足以困住N₂的组分构成的，或者冥王星具有经过热加工和动态内部，支持从Norg中生成N₂并将其输送到表面的能力。$^{14}N/^{15}N$的下限提示，相比于土卫六，NH₃对冥王星N₂的起源贡献较小。
作者：Christopher R. Glein
论文ID：2306.06350
分类：Earth and Planetary Astrophysics
分类简称：astro-ph.EP
提交时间：2023-06-13