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冥王星的核心很可能是由一次古老的碰撞形成的

冥王星的核心很可能是由一次古老的碰撞形成的

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美国有线电视新闻网

自从 NASA 的“新地平线”号太空船在 2015 年拍摄到冥王星表面的巨大心形特征以来,它一直引起天文学家的兴趣。现在,研究人员相信他们已经解开了这颗独特心脏的形成之谜,并可能揭示有关冥王星心脏的新线索。矮行星的起源。

这一特征被称为“Tombo Regio”,以纪念 1930 年发现冥王星的天文学家克莱德·汤博 (Clyde Tombaugh)。但科学家表示,冥王星的核心并不全是一种元素。 几十年来,有关通博雷吉奥的海拔、地质和独特形状,以及其高反射表面(比冥王星其他部分更亮白色)的细节一直无法解释。

一个名为斯普特尼克平原的深盆地形成了核心的“左叶”,是冥王星上发现的大部分氮冰的所在地。

该盆地面积为 745 x 1,242 英里(1,200 公里 x 2,000 公里),约为美国国土面积的四分之一,但海拔也比美国大部分地区低 1.9 至 2.5 英里(3 至 4 公里)。美国。 行星表面。 同时,核心的右侧也含有一层氮冰,但要薄得多。

约翰·霍普金斯大学应用物理实验室/西南研究所/NASA

新地平线号宇宙飞船于 2015 年 7 月 14 日拍摄到了冥王星心脏的图像。

通过对人造卫星平原的新研究,一个国际科学家小组确定,一场灾难性事件创造了地核。 经过包括数值模拟在内的分析后,研究人员得出结论,一个直径约 435 英里(700 公里)的原行星体,大约是瑞士从东到西面积的两倍,很可能在这颗矮行星历史的早期与冥王星相撞。

这些结果是周一在该杂志上发表的关于冥王星及其内部结构的研究的一部分 自然天文学

此前,该团队研究了整个太阳系的不寻常特征,例如月球背面的特征,这些特征可能是由太阳系形成初期混乱时期的碰撞造成的。

研究人员使用平滑粒子流体动力学软件(这是广泛的行星碰撞研究的基础)创建了数值模拟,以模拟理论上行星体与冥王星碰撞的可能影响、速度、角度和成分的不同场景。

结果表明,该行星体很可能会以斜角而不是正面碰撞冥王星。

“冥王星的核心非常冷,以至于(与矮行星相撞的岩石体)尽管碰撞产生热量,但仍然非常坚固并且没有熔化,并且由于碰撞的角度和低速度,冥王星的核心该研究的主要作者、瑞士伯尔尼大学的联合研究员哈里·巴兰坦博士在一份声明中说:“碰撞体没有融化,它没有沉入冥王星的中心,而是保留了下来。就像受到打击一样完好无损。”

但是行星体与冥王星相撞后发生了什么?

研究合著者、亚利桑那大学月球与行星实验室教授埃里克·阿斯福(Eric Asfaugh)在一份声明中表示:“人造卫星下方的某个地方埋藏着另一个巨大天体的核心残骸,而冥王星从未消化过这个天体。”

研究小组发现,斯普特尼克平原的泪滴形状是冥王星寒冷核心以及撞击本身速度相对较低的结果。 其他类型的更快、更直接的效果会创造出更对称的外观。

“我们习惯于将行星碰撞视为极其激烈的事件,除了能量、动量和密度之外,你可以忽略细节,但在遥远的太阳系中,速度要慢得多,而且固体冰很坚固,所以。你必须更加精确地进行计算。”这就是“乐趣的开始”。

在研究心脏特征的同时,团队还关注冥王星的内部结构。 冥王星历史早期的一次撞击会造成质量赤字,导致人造卫星平原在行星仍在形成时随着时间的推移慢慢向矮行星的北极迁移。 研究人员在研究中解释说,这是因为根据物理定律,该盆地的质量小于周围环境。

然而,人造卫星平原位于矮行星赤道附近。

此前的研究表明,冥王星可能存在地下海洋,如果是这样,人造卫星平原地区地下海洋上方的冰壳会更薄,形成密集的液态水隆起,导致物质向赤道迁移。作者说。

但这项新研究对优势的定位提供了不同的解释。

“在我们的模拟中,冥王星的原始地幔已被撞击完全挖掘出来,并且由于撞击者的核心物质散布在冥王星的核心上,它产生了局部质量剩余,这可以解释在没有地下海洋的情况下向赤道的迁移,或者最多“它非常薄,”该研究的合著者、伯尔尼大学物理研究所空间研究和行星科学研究高级研究员马丁·格策(Martin Goetze)说。

科罗拉多州博尔德市西南研究所的首席科学家、美国宇航局新视野号任务的副联合首席研究员凯尔西·辛格(Kelsey Singer)没有参与这项研究,他表示,作者们在探索模型和发展假设方面做了彻底的工作,尽管他们希望她看到“与地质证据有更密切的联系”。

“例如,作者认为人造卫星平原的南部非常深,但许多地质证据被解释为表明南部比北部浅,”辛格说。

研究人员认为,关于冥王星核心的新理论可以为这颗神秘的矮行星的形成提供更多线索。 冥王星的起源仍然是个谜,因为它位于太阳系的边缘,只有新视野号任务对其进行了仔细研究。

“冥王星是一个广阔的仙境,拥有独特而迷人的地质学,因此更多创造性的假设来解释地质学总是有帮助的,”辛格说。 “有助于区分不同假设的是获得更多关于冥王星表面之下的信息,我们只能通过将航天器送入冥王星轨道来实现这一点,也许使用可以透过冰层的雷达。”

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