天文学家利用 NASA/ESA/CSA 詹姆斯·韦伯太空望远镜上的近红外光谱仪(NIRSpec)数据，在冥王星卫星卡戎的冰冻表面上探测到了二氧化碳 (CO 2 ) 和过氧化氢 (H 2 O 2 ) 。他们的发现为卡戎的化学过程和表面成分提供了新的见解，有助于我们了解太阳系外冰体的起源和演化。

在海王星之外，有一群令人着迷的小天体围绕太阳运行，它们被称为海王星外天体(TNO)。

这些物体充当了时间胶囊，让行星科学家得以一窥早期太阳系。

西南研究所的 Silvia Protopapa 博士和她的同事说：“卡戎是唯一一个可以进行地质测绘的中型 TNO(直径在 500 至 1700 公里之间)，这要归功于美国国家航空航天局 (NASA) 的新视野号任务传回的测量数据。”

“与较大的外海王星天体(例如冥王星、阋神星和鸟神星)不同，冥卫一的表面并没有被甲烷等高挥发性冰所遮蔽，两极地区可能存在例外。”

“因此，冥卫一是获取有关柯伊伯带内部分化、辐射暴露和陨石坑形成等过程的宝贵见解的绝佳候选者。”

“自 1978 年发现以来，冥王星一直受到广泛研究，但之前的光谱数据仅限于 2.5 µm 以下的波长，这导致我们对其表面成分的理解存在空白。”

“之前已经注意到水冰、含氨物质和有机化合物的存在，但所使用的光谱范围不足以检测到其他化合物。”

Protopapa 博士和合著者使用韦伯近红外光谱仪对波长为 1.0 至 5.2 µm 的冥卫一进行了观察。

他们在不同的经度进行了四次观测，并结合实验室实验和光谱建模，证实了结晶水冰和氨的存在，还发现了二氧化碳和过氧化氢。

太空望远镜科学研究所的研究员伊恩·黄博士说：“韦伯先进的观测能力使我们的团队能够探索冥王星表面散射的比以前更长波长的光，从而扩展了我们对这个迷人物体复杂性的理解。”

过氧化氢的存在表明冥卫一表面的水冰通过辐射和光线进行了积极的处理，而二氧化碳可能来源于自形成以来就存在的地下二氧化碳储层，并通过撞击事件暴露在表面。

在冥卫一上探测到二氧化碳和过氧化氢代表着行星科学的进步，为了解卫星表面化学提供了依据。

这项研究可能为未来探索外太阳系天体的动力学、表面成分和太阳辐射的影响奠定基础。

“我们更倾向于认为，二氧化碳的上层源自内部，并通过陨石坑事件暴露在表面，”普罗托帕帕博士说。

“已知冥王星系统形成的原行星盘区域存在二氧化碳。”

“这些新见解是通过韦伯观测、光谱建模和实验室实验的协同作用而实现的，可能也适用于海王星以外的其他类似的中型物体。”

研究结果发表在今天的《自然通讯》杂志上。