新视野带来新捷报柯伊伯带小型天体少得惊人

　　美国西南研究所领导的一个研究小组研究了冥王星和冥卫一＂卡戎＂上的陨石坑和地质形态，发现那里的小型陨石坑比预期的要少得多。＂新视野＂探测器上的远程勘测成像仪（LORRI）拍摄的＂卡戎＂上平坦光滑、地质条件稳定的＂火神平原＂（Vulcan Planitia）就是这一发现的证据。
　　柯伊伯带（Kuiper Belt）是海王星轨道之外环绕的一个由冰质天体组成的环状区域，而其中的小型天体是行星形成的＂原料＂之一。据美国＂物理学网＂（Phys.org）2月28日消息称，《科学》杂志3月1日将刊发一篇研究论文介绍，美国西南研究所（Southwest Research Institute，简称SwRI）领导的一个科学家团队利用美国航天航空局（NASA）的＂新视野＂（New Horizons）探测器于2015年飞越冥卫一卡戎（Charon）所采集的数据，在柯伊伯带中间接发现了其中小型天体的数量少得惊人，而且很明显。证明柯伊伯带小型天体（Kuiper Belt object，简称KBO）相对稀少的证据来自该探测器的成像结果，这些图像反映出在这颗冥王星的最大卫星上的小型环形山数量相当稀少，这就暗示曾经撞击它的、直径在300英尺到1英里（91米到1.6公里）之间的天体肯定非常罕见。这项研究为破解太阳系的起源提供了最新的见解和进展。
　　该论文的第一作者、＂新视野＂任务的合作研究员、SwRI的Kelsi Singer博士介绍道：＂这些体积更小的柯伊伯带天体实在太小了，在这么远的距离上用任何望远镜都无法真正观测清楚。‘新视野’在直接穿越柯伊伯带时收集的数据是了解该区域内从小到大的天体状况的重中之重。＂＂新视野＂项目的首席研究员Alan Stern博士解释道：＂该项目突破性的发现有着深远的意义，在‘新视野’详细地披露了许多关于冥王星、冥卫星以及绰号为‘天涯海角’（Ultima Thule）的KBO的许多信息后，Singer博士的团队也揭示了一些关于KBO数量的关键细节，其规模是我们从地球上直接观察时无法实现的。＂
　　太阳系天体上的陨石坑记录着较小天体对该天体的所有撞击事件，从而为人类研究该天体的历史及其在太阳系中的位置提供了线索。由于冥王星离地球如此之远，在2015年的这次史诗级的飞越之前，人们对这颗矮行星的表面知之甚少。这次对冥王星和卡戎表面的观察任务揭示了它们各种各样的特征，包括上面高达13000英尺（4千米）的山脉和巨型的氮冰冰川。冥王星地质演化过程已经抹去或改变了其天体撞击历史留下的一些证据，但是卡戎相对停滞的地质条件保留了更为持续、稳定的撞击记录。Singer之前有研究土星和木星的冰质卫星上的地质条件的背景和经历，这就使她能够由此及彼地推断和理解之后在若干KBO上所观察到的地表物理过程。她指出：＂‘新视野’的主要任务之一就是更好地了解柯伊伯带，而今年早些时候，我们成功飞越了‘天涯海角’，现在我们拥有了三种不同的行星表面需要研究。这篇论文使用的数据就采集自探测器飞越冥卫一卡戎的时候，这就间接表明上面较小的陨石坑数量要比预期的要少得多。并且，来自‘天涯海角’的初步研究结果也支持佐证了这一发现。＂
　　根据典型的行星模型理论，46亿年前，太阳系是由巨型分子云发生引力坍缩而形成的——诸如太阳、行星和其他天体等是在坍缩的分子云中通过物质聚集效应而形成的，这一过程被称为＂吸积＂（accretion）。此外，不同的行星模型又会导致太阳系中天体具有不同的数量和位置。Singer解释道：＂当我们惊讶地发现小型KBO相对缺乏时，我们对柯伊伯带的认知和看法也随之改变了。这一现象表明，不管是柯伊伯带的形成过程还是演化过程，或两者兼而有之，与火星和木星之间的小行星带都有些许不同。也许小行星带比柯伊伯带中存在着更多的小型天体，是因为前者中发生过更多的撞击事件，从而将较大的天体碎裂分解成了较小的天体。＂
　　编译：朱明逸 审稿：阿淼 责编：唐林芳
　　来源： 《科学》
　　期刊编号： 0036-8075
　　原文链接：https://phys.org/news/2019-02-horizons-small-kuiper-belt-surprisingly.html
　　中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。