驚奇發現！冥王星與卡戎獨特的宇宙碰撞類型

亞利桑那大學的行星科學家表示，他們發現了一種全新類型的宇宙碰撞。

數十年來，行星研究人員一直推論，冥王星異常巨大的衛星卡戎，其形成過程與地球的月球類似——先是一次大型碰撞，接著是流體般的天體受到拉伸和變形。

這個模型在地球-月球系統中運作良好，畢竟地球-月球系統碰撞時所涉及的高溫和更大的質量，使得碰撞的天體表現得更像流體。

然而，當將此模型應用於更小、更冷的冥王星-卡戎系統時，卻忽略了一個關鍵因素：岩石和冰的結構完整性。

亞利桑那大學月球與行星實驗室的博士後研究員阿迪妮·丹頓博士表示：「冥王星和卡戎有所不同——它們更小、更冷，主要由岩石和冰構成。」

「當我們將這些物質的實際強度納入考量時，有了完全意想不到的發現。」

透過先進的碰撞模擬，研究作者發現，在碰撞期間，冥王星和原始卡戎並非伸展，而是短暫地黏在一起，像一個雪人形狀的物體般旋轉，之後才分離成如今我們所觀測到的雙星系統。

當兩個天體圍繞一個共同的質心運行時，就形成了雙星系統。

丹頓博士稱：「大多數行星碰撞情境被歸類為『一撞即走』或『擦身而融』。」

「而我們所發現的完全不同——是一種『一吻即俘』的情境，天體碰撞後短暫黏合，然後分離，但仍保持引力束縛。」

同樣來自亞利桑那大學月球與行星實驗室的埃里克·阿斯波格教授表示：「這項研究令人信服之處在於，成功捕捉卡戎的模型參數，最終將它置於正確的軌道上。一次就把兩件事都弄對了。」

研究還表明，冥王星和卡戎在碰撞期間都保持完整，保留了它們大部分的原始成分。

這對先前認為碰撞期間有大量變形和混合的模型提出了挑戰。

此外，碰撞過程，包括天體分離時的潮汐摩擦，為兩個天體都注入了相當多的內部熱量。這或許能解釋冥王星如何在無需在太陽系早期放射性更強的時期形成的情況下，發展出地下海洋——這一時間限制一直困擾著行星科學家。

研究人員稱：「在我們的假設情境中，卡戎被相對完整地捕捉，保留了它的核心和大部分地幔，這意味著卡戎可能和冥王星一樣古老。」

他們的研究成果發表於今日的《自然地球科學》期刊。

論文相關資訊：C.A. Denton等人，《冥王星周圍古老卡戎的捕獲》，《自然地球科學》，2025年1月6日線上發表；doi: 10.1038/s41561-024-01612-0