近日，科学家们通过詹姆斯韦伯望远镜在冥王星的最大卫星——冥卫一（又称卡戎）上发现了二氧化碳和过氧化氢的存在。这些发现有望揭示太阳系边缘冰球的起源。
冥卫一自1978年被发现以来，一直是科学家们研究的热点。然而，由于技术限制，某些波长的电磁波无法被探测，导致科学家们对冥卫一表面的成分了解有限。尽管之前已经探测到冥卫一表面存在冰、含氨物质和有机化合物，但二氧化碳和过氧化氢的发现是最近的突破。
美国西南研究院的西尔维娅·普罗托帕帕领导的研究团队，利用詹姆斯韦伯望远镜的近红外光谱仪，填补了之前研究的空白。普罗托帕帕表示：“我们的研究揭示了冥卫一表面存在二氧化碳和过氧化氢，这对了解冥卫一的起源具有重要意义。”
冥卫一位于太阳系边缘的柯伊伯带，是一个直径约为1200公里的中型天体。柯伊伯带由冰碎片、彗星和矮行星组成，而冥卫一与其他柯伊伯带内的大型天体不同，其表面没有被甲烷等挥发性冰所遮蔽，这使得科学家们可以研究太阳光在如此遥远距离对这些天体的影响。冥卫一还是唯一一个拥有地质测绘数据的中型海王星外天体，这得益于新视野号在掠过冥王星时对冥卫一的地貌测量。
普罗托帕帕的团队结合詹姆斯韦伯望远镜的光谱数据和实验室分析，推断出冥卫一表面的成分。他们发现，二氧化碳主要存在于富含水冰的表层地下。冥卫一表面的许多陨石坑周围由明亮的喷发物组成，这些喷发物富含水和含氨化合物。这些地质特征揭示了喷发物的起源，原本位于地下的水和含氨化合物因陨石撞击而暴露出来。
普罗托帕帕解释称：“一般认为，喷发物上层的二氧化碳来自卫星内部，由于陨石撞击才暴露出来。”虽然二氧化碳的出现并不意外，因为孕育冥王星的原行星盘就包含了二氧化碳，但过氧化氢的发现却令人惊讶。在21世纪初期，人们已经知道木卫二上存在过氧化氢，但鉴于木卫二和冥卫一截然不同的环境，科学家们从未想过会在冥卫一上发现过氧化氢。
冥卫一上出现的过氧化氢表明，其富含水冰的表面正在被来自外界的高能粒子轰击，这些高能粒子可能来自太阳风或宇宙射线。普罗托帕帕的团队通过实验证实，当二氧化碳存在时，高能粒子轰击可以产生过氧化氢。
普罗托帕帕表示，她和她的团队将继续利用詹姆斯韦伯望远镜研究冥卫一，并通过这一研究更好地了解外海王星天体。未来的詹姆斯韦伯望远镜数据有望填补之前缺失的波段，从而探测到冥卫一上其他的化学成分，并发现更多在冥卫一表面进行的化学过程。
