在冥王星和土卫六——土星最大的卫星上，詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）探测到的化学信号令天文学家困惑，因为其表面上检测到的化学特征与光谱数据库中记录的任何物质都不相符。研究人员相信这并不是仪器故障，而是一个化合物的特征，这个化合物的身份仍然是一个谜——可能是一种从未在实验室研究过的物质混合物，或者甚至是一种其化学性质尚未被表征的化合物。该发现已在等待发表的《天文学与天体物理学》杂志的研究中出现。科学家们发现，在土卫六和冥王星上均出现一个以5.113微米为中心的吸收带——这两个世界相隔数十亿公里，具有非常不同的物理条件。该信号在JWST上用两种不同仪器进行的观测中均有出现，令团队排除了这是校准问题或其他技术故障的可能性。冥王星，这颗矮行星。 Heritage Images/Getty Images 发现的关键在于一种称为光谱法的技术。每种元素或分子与光的互动方式都是独特的，它们吸收特定波长的光并留下特征性的图案，就像指纹一样。数十年来，科学家们已编制出庞大的光谱特征目录，以识别行星和卫星上以及在太阳系外的其他天体上的水、甲烷、二氧化碳或氨等化合物。在这种情况下，比较没有产生令人信服的匹配。此外，在这一阶段，发现无法与已知化合物联系起来的化学特征是极其不寻常的。因此，弄清楚在土卫六和冥王星上发生了什么，可能成为行星科学的新基本问题。研究人员已经探索了几种可能性。他们检查了可能存在于这些世界上冰和有机化合物的实验室光谱，包括乙炔、苯、烯和一类称为烯烃的分子。它们都与观察到的特征不完全匹配。最可能的解释是，这来自于一种在实验室中从未研究过的物理状态或混合物的已知化合物，尽管作者并没有排除信号可能来自尚未被表征的材料的可能性。相同信号在这样不同的两个地方出现，使得这个谜团愈发引人入胜。土卫六的氮气和甲烷丰富的大气层，表面压力约1.5巴——高于地球——还拥有液态甲烷的河流和湖泊，以及约-180摄氏度（-292华氏度）的温度。而冥王星则保持着只有约10微巴（大约150,000倍不密集）的微弱大气层；其地表被氮、甲烷和一氧化碳覆盖的冰层所覆盖；温度接近-235摄氏度（-391华氏度）。尽管存在巨大差异，这两个世界的复杂有机化学反应都是受到太阳辐射和宇宙射线驱动的，能够产生新化合物，最终沉淀到其表面。研究人员认为，这种共同的化学历史可以解释这个神秘特征的来源。破解这个谜团将需要JWST的新观测以及进一步的实验，以在实验室中重现这两个冰冻世界的化学特性。科学家们寄希望于“龙飞舟”这一NASA任务，该任务将探索土卫六的表面。尽管这架航天器无法直接观察这神秘的红外信号，但其机载化学实验室可能能够识别一些候选化合物，并帮助解决JWST关于外太阳系提出的最引人入胜的谜题之一。这篇故事最初出现在《WIRED en Español》，并已从西班牙语翻译而来。