數十億年前,太陽系外圍兩顆冰冷天體相遇,像親吻短暫結合又稍微拉開距離,隨後永遠鎖定彼此不再分開,這就是冥王星與冥王星最大衛星凱倫(Charon)的故事。
冥衛一凱倫(Charon)是冥王星已知五顆衛星最大,約冥王星一半大,質量約冥王星 12%,1990 年代以來,行星科學家一直認為凱倫形成類似月亮大碰撞說(giant impact hypothesis):一顆外來天體撞擊主星,噴散的熔融物質隨後在軌道凝聚成一顆大型天然衛星。
大碰撞模型非常適合地月系統,大部分行星碰撞場景也無非「撞了就跑」或「擦撞後合併」,然而放在較小較冷的冥王星─凱倫系統上,這種假設忽略了關鍵因素:岩石和冰的結構完整性,若考慮冰冷天體的實際結構強度,NASA 博士後研究員 Adeene Denton 領導的新研究表明,冥王星與凱倫結合過程是種全新機制。
研究團隊發現,冥王星和凱倫相遇後並沒有彼此毀滅,而是暫時黏在一起、形成像雪人兩顆球體旋轉,接著保持重力束縛下分離,成為圍繞共同質心運行的系統。
研究還顯示,冥王星和凱倫碰撞過程基本保持完整,大部分原始成分都保留,有別於先前模型認為兩者撞擊後大變形。
此外,碰撞過程使大量熱量沉積至天體內部,可能成為冥王星形成地下海洋另一種機制。科學家對這種初始結構如何影響冥王星地質演化特別感興趣,撞擊產生的熱量、潮汐力可能在塑造冥王星表面特徵發揮重要作用。
新論文發表在《自然地球科學》(Nature Geoscience)期刊。
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(首圖來源:NASA/亞利桑那大學)