数十亿年前,太阳系外围两颗冰冷天体相遇,像亲吻短暂结合又稍微拉开距离,随后永远锁定彼此不再分开,这就是冥王星与冥王星最大卫星凯伦(Charon)的故事。
冥卫一凯伦(Charon)是冥王星已知五颗卫星最大,约冥王星一半大,质量约冥王星12%,1990年代以来,行星科学家一直认为凯伦形成类似月亮大碰撞说(giant impact hypothesis):一颗外来天体撞击主星,喷散的熔融物质随后在轨道凝聚成一颗大型天然卫星。
大碰撞模型非常适合地月系统,大部分行星碰撞场景也无非“撞了就跑”或“擦撞后整合”,然而放在较小较冷的冥王星─凯伦系统上,这种假设忽略了关键因素:岩石和冰的结构完整性,若考虑冰冷天体的实际结构强度,NASA博士后研究员Adeene Denton领导的新研究表明,冥王星与凯伦结合过程是种全新机制。
研究团队发现,冥王星和凯伦相遇后并没有彼此毁灭,而是暂时黏在一起、形成像雪人两颗球体旋转,接着保持重力束缚下分离,成为围绕共同质心运行的系统。
研究还显示,冥王星和凯伦碰撞过程基本保持完整,大部分原始成分都保留,有别于先前模型认为两者撞击后大变形。
此外,碰撞过程使大量热量沉积至天体内部,可能成为冥王星形成地下海洋另一种机制。科学家对这种初始结构如何影响冥王星地质演化特别感兴趣,撞击产生的热量、潮汐力可能在塑造冥王星表面特征发挥重要作用。
新论文发表在《自然地球科学》(Nature Geoscience)期刊。
(首图来源:NASA/亚利桑那大学)