谜团解开?冥王星与行星体碰撞后获“心脏”

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【大纪元2024年04月22日讯】(大纪元记者夏雨综合报导)自从美国宇航局(NASA)新视野号航天器(New Horizons)在2015年一张图像中,捕捉到冥王星表面巨大的“心脏”(心形地貌)以来,这一奇景引起天文学家的兴趣。现在,研究人员认为已经解开了这颗独特心脏是如何形成的谜团,并且可能揭示有关矮行星起源的新线索。

这一心形地貌被称为“汤博区域”,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,“心脏”地区并不全是一种元素组成。几十年来,有关汤博区域的海拔、地质成分和独特形状的成因,以及其高反射率表面(比冥王星其它部分更亮白色)的细节一直无法解释,令科学家困惑不已。

冥王星上一个叫做斯普特尼克平原(Sputnik Planitia)的深盆地构成心脏的“左叶”,是冥王星大部分氮冰所在地。该盆地面积745英里x1,242英里(1,200公里x2,000公里),相当于美国的四分之一,但海拔也比行星表面大多数地区低1.9至2.5英里(3至4公里)。

美国宇航局(NASA)新视野号航天器(New Horizons)在2015年一张图像中,捕捉到冥王星表面巨大的“心脏”(心形特征)。(NASA/JHUAPL/SwRI)

由伯尔尼大学和国家行星研究中心(NCCR PlanetS)成员领导的一个国际天体物理学家小组在一项新研究中,可能揭开冥王星表面巨大心形特征的神秘面纱。该研究小组首次通过数值模拟成功再现了不同寻常的心形结构,并将其归因于一次巨大而缓慢的斜角撞击。

通过对斯普特尼克平原的新研究,这个国际科学家小组确定,一场灾难性事件创造了这颗“心脏”。经过数值模拟分析后,研究人员得出结论,一颗直径约435英里(700公里)的行星体,大约是瑞士从东到西大小的两倍,很可能在这颗矮行星(冥王星)历史的早期与其相撞。

相关论文发表于最新一期《自然·天文学》杂志。

研究人员使用平滑粒子流体动力学软件创建数值模拟,该软件被认为是广泛行星碰撞研究的基础,以模拟理论行星体与冥王星碰撞的潜在影响、速度、角度和成分的不同场景。

研究团队认为,斯普特尼克号平原呈细长形状,表明“肇事”行星体不是迎头撞击冥王星,而是擦肩而过,很可能以倾斜角度而非正面撞向冥王星。

“冥王星的核心非常冷,以至于(与矮行星相撞的行星体)仍然非常坚硬,尽管撞击会产生热量,但(行星体)并未熔化,并且由于撞击角度和低速度,行星体的核心没有撞入冥王星的内核。”该研究的主要作者、伯尔尼大学助理研究员哈里·巴兰坦(Harry Ballantyne)博士在一份声明中表示。

研究合著者、亚利桑那大学月球与行星实验室教授埃里克·阿斯普豪格(Erik Asphaug)在一份声明中说:“斯普特尼克平原下方某个地方是另一个巨大天体的残余核心,冥王星从未完全融化它。”

最新研究也为冥王星内部结构提供新线索。此前理论认为,冥王星和太阳系外其它几个行星一样,存在一个地下液态海洋。但新研究表明,冥王星没有地下海洋。

巴兰坦还表示:“冥王星表面绝大部分由甲烷冰及其衍生物组成,覆盖着水冰地壳,而行星心则主要充满了氮冰,由于海拔较低,这些氮冰很可能在撞击后迅速积累起来。”

冥王星“心脏”东部也覆盖着一层类似但薄得多的氮冰,科学家们还不清楚氮冰的来源,但很可能与斯普特尼克平原有关。

(本文部分参考了CNN的报导)◇

责任编辑:叶紫微#

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