太陽系形成的秘密?或在冥王星之外被揭開
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沒有什么東西能稱上真正的原始狀態(tài)。在我們的星球上,幾乎每一個原子都以某種方式被加工過,或是被人類、太陽、地核,又是其他的東西影響過。然而,在2019年的元旦,新視野號飛掠了太陽系中最原始的天體之一:天涯海角Arrokoth,一顆自數(shù)十億年前形成起就從未被打擾過的小行星,距離冥王星還十分遙遠(yuǎn)。
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(圖解:新視野號所拍攝接近真實(shí)色彩的小行星486958影像。
圖源:i.kinja-img NASA/JHUAPL/SWRI/Roman Tkachenko)
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科學(xué)家們發(fā)表了三篇論文,深挖了天涯海角Arrokoth的特性,它的地質(zhì)學(xué)特征以及它的形成過程。他們不僅解釋了在太陽系遠(yuǎn)端冰冷的柯伊伯帶天體的實(shí)質(zhì),還為行星如何形成提供了強(qiáng)有力的普遍證據(jù)。
“我們已經(jīng)在了解行星形成是如何進(jìn)行的這一進(jìn)程中取得了一個重大突破。”艾倫·斯特恩,新視野號任務(wù)的首席研究員,告訴《吉茲莫多》網(wǎng)志。
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(圖解:由新視野號拍攝到的冥王星真實(shí)色彩照片,攝于2015年7月。
圖源:NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Alex Parker)
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天文學(xué)家馬克·布伊用哈勃望遠(yuǎn)鏡于2014年發(fā)現(xiàn)了天涯海角Arrokoth,先前稱作MU69。這塊“大石頭”是一個經(jīng)典柯伊伯帶天體,有在海王星引力之外未被影響的圓形軌道。新視野號的團(tuán)隊(duì)將其設(shè)為他們完成冥王星飛掠任務(wù)后的下一目標(biāo)。當(dāng)新視野號快速掠過這個天體的時候,空間探測器用一套成像儀、等離子體和塵埃探測器以及無線電接收器檢測了它。
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哈勃望遠(yuǎn)鏡里Arrokoth最初的圖像只是一個小點(diǎn)。隨著更多關(guān)于這個天體形狀的推測,這次近天體探測飛行呈現(xiàn)出一個三萬六千米長的扁平“啞鈴”。它的附近沒有任何的衛(wèi)星,圓環(huán)或者塵埃,不過有斑點(diǎn)和不同亮度的凹坑。今天,研究者們在初步結(jié)果的基礎(chǔ)上,利用新視野號發(fā)回地球的進(jìn)一步數(shù)據(jù)對它的本質(zhì)進(jìn)行了深入研究。
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根據(jù)在《科學(xué)》上發(fā)表的三篇論文之一,Arrokoth均勻的紅色表面表示它含有甲醇冰和有機(jī)材料,但沒有檢測到水。隕石坑和洼地在其相對平滑的表面像是淺色的麻坑(這上面確實(shí)有裂縫和山丘),似乎是回到了至少40億年前太陽系最早的時期。不像其他的彗星和小行星,它顯示出受太陽的熱量和巨大能量沖擊后的腐蝕現(xiàn)象,天涯海角的表面似乎是緩慢移動天體之間低能勢相互作用的結(jié)果。
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這些數(shù)據(jù)使得物理學(xué)家們能夠破解出一個天涯海角如何形成的完整故事?;诓ò甑呐帕?,一團(tuán)眾多微小的固體粒子云坍塌變?yōu)橐粚曹墡r石。也許這對巖石從和其它粒子在氣云里摩擦?xí)r緩慢地失去了動量,然后合并變成了最終我們看到的雙葉形狀。不過,沒有證據(jù)能夠證明當(dāng)這兩個葉片碰在一起時是受到一個高速的沖擊力而壓縮成型的。
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該天體如此完全地展示了它形成的證據(jù)為我們更廣泛地理解天體的形成產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。三篇論文之一中寫到“了解到了早期太陽系中吸積過程的運(yùn)行”。換句話說,這個過程也可能是行星形成的過程。
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? ? ?斯特恩告訴《吉茲莫多》網(wǎng)志:如果從天涯海角收集來的知識可以應(yīng)用到太陽系的其他天體,那么就足夠排除其他的行星形成學(xué)說,比如層次吸積通過越來越大且隨機(jī)的碎片碰撞形成行星(相對在天涯海角的例子中展示的證據(jù):云層坍塌)。
(圖解:太陽和太陽系的行星(距離未依照比例尺)圖源: Wikipedia)
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“這是一個令人興奮的研究,讓科學(xué)家們深入探究到了原始的太陽系”,凱特·沃爾克說,亞利桑那大學(xué)月球和行星實(shí)驗(yàn)室的助理研究人員,論文中沒有涉及到她。她告訴《吉茲莫多》網(wǎng)志,她對于天文學(xué)家們?nèi)绾谓⒁粋€關(guān)于何種天體正在在天涯海角上創(chuàng)造隕石坑的初步模型這件事也感到很激動。
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? ? ?但是天涯海角只是一顆天體。“主要的問題是:我們伸入了一個裝有綠色大理石的包。我們是會得到一塊綠色的大理石還是會得到一個奇怪的替代者呢?”,斯特恩說??偟膩碚f,目前我們還不知道天體天涯海角到底有多典型。
(圖解:新視野號傳送的冥王星和冥衛(wèi)一彩色照片。(2015年7月11日)
圖源:NASA-JHUAPL-SWRI)
回答這個問題的唯一方法就是去探訪另一個柯伊伯帶天體。而新視野號團(tuán)隊(duì)當(dāng)下正在尋找他們航天器的下一個探測目標(biāo)。
FY:心欣
作者:Ryan F. Mandelbaum
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