古柏帶的小天體數量比預期還少

作者 | 發布日期 2019 年 03 月 09 日 0:00 | 分類 天文 , 自然科學 follow us in feedly

美國西南研究院(Southwest Research Institute,SwRI)研究學者 Kelsi Singer 等人,分析新視野號(New Horizons)太空船於 2015 年飛掠冥王星時的觀測資料,意外發現冥王星最大衛星冥衛一(Charon)表面小型撞擊坑極少,間接證據顯示古柏帶(Kuiper Belt)中直徑約 91 公尺到 1.6 公里大小的小型古柏帶天體(Kuiper Belt object,KBO)非常稀少,比預期應有的數量還少很多。由於古柏帶天體是太陽系行星形成的部分「原料」,因此這項發現或許可幫助天文學家了解太陽系的起源問題,相關論文發表在《科學》(Science)期刊。



太陽系天體表面的隕石坑或撞擊坑(crater),記錄著過往被大大小小天體撞擊的歷史和它們在太陽系的位置。古柏帶位在海王星軌道之外,冰質天體散布於此,使古柏帶整體約呈現甜甜圈狀。其中,比較小的古柏帶天體,由於太小又太遠,很難利用地球的望遠鏡直接觀測,所以新視野號近距離蒐集到的資料就顯得很重要。

2015 年新視野號飛掠冥王星時的觀測資料顯示:冥王星和最大的衛星冥衛一(或稱為凱倫、夏戎)表面有各式各樣特徵,包含高達 4 公里的高山和氮冰構成的巨大冰川。冥王星的地質活動比較活躍,會抹除或改變一些表面的撞擊史證據,但冥衛一的地質活動相對安靜,能保留更多撞擊紀錄。然而,冥衛一的隕坑數遠低於預期數量;Ultima Thule(2014 MU69)表面初步分析結果也支持這項發現。

典型的行星模型顯示,太陽系大約在 46 億年前從一片巨大分子雲重力收縮形成。太陽、行星和其他天體都是從這片收縮分子雲透過物質吸積(accretion)過程形成。不同的理論模型顯示,太陽系不同地方有不同族群的天體,但對小型古柏帶天體缺乏這狀況,天文學家都感到意外,也改變了天文學家原本對古柏帶天體的認知,顯然古柏帶天體的形成和演化,可能與火星與木星之間的主小行星帶不一樣。因此,主小行星帶中的小型天體之所以比古柏帶多,或許是因為其中的天體遭遇更多撞擊事件,以致大型天體都破碎成小型天體了。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:SwRI

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