矮行星冥王星位於太陽系外圍,距離太陽 57 億公里。它比澳洲還要小,是一個充滿山脈、冰川和火山口的冰雪世界,平均氣溫為 232°C。
五顆衛星繞冥王星運行?冥河、尼克、科貝羅斯、九頭蛇和卡戎。其中卡戎是最大的。與大多數其他行星系統不同,它與其母體存在於一個「雙星系統」中,這意味著它們都圍繞著兩者之間的空間點運行。
冥王星及其衛星仍然存在許多謎團。但在新研究發表於自然通訊今天,由來自天文學家 Silvia Protopapa 領導的團隊西南研究院美國宣布他們在卡戎表面發現了二氧化碳和過氧化氫。
這些發現基於美國太空總署詹姆斯韋伯太空望遠鏡的數據,為我們最喜歡的非行星/行星系統是如何形成的提供了重要線索。
卡戎是什麼?
科學家1978年首次發現卡戎當他們研究冥王星的軌道時。
冥衛一有點像冥王星較小的雙胞胎。它只有1200多公里寬?大約是冥王星的一半大小,這使其成為太陽系中相對於其母體而言最大的已知衛星。
與我們的月球相比,冥王星本身已經很小,冥王星的大小約為地球衛星的三分之二,質量為地球衛星的六分之一。卡戎的質量約為冥王星的八分之一。
卡戎和冥王星的軌道不尋常。當卡戎圍繞著冥王星旋轉時,冥王星也繞著一個中心點旋轉。它們的行為幾乎就像一顆雙矮行星。這與月亮和地球,月球繞著我們轉,我們並沒有真正改變我們的位置。
這就是冥王星不再被視為行星而是現在被標記為矮行星的原因之一。它與冥衛一的軌道意味著冥王星還沒有離開它的軌道,或者已經成為引力的老大。這是冥王星在行星清單中未能達到的標準。
卡戎的組成
2015年,NASA 的新視野號經過九年的地球之旅後,成為第一艘近距離探索冥王星及其衛星的太空船。它顯示卡戎是由多種化學物質組成的。
這是一個非常寒冷的月亮,富含水冰。但它還含有氨和多種碳基化合物。據信卡戎也有冰火山?像地球上的火山會噴發冰而不是岩漿的區域。
卡戎的成分與冥王星和海王星以外的其他天體的成分不同,後者主要由氮和甲烷冰組成。
卡戎上二氧化碳和過氧化氫的新檢測可以為了解這些海王星天體上的各種過程如何相互作用提供有價值的見解。
二氧化碳始終是需要理解的關鍵分子?它告訴我們很多關於物體的歷史。
就卡戎而言,人們相信二氧化碳來自冰冷的表面以下,並透過小行星和其他撞擊月球的物體並形成隕石坑而暴露出來,從而露出新鮮的地下表面。
詹姆斯韋伯太空望遠鏡再次做到了這一點
借助開創性的詹姆斯韋伯太空望遠鏡的觀測,科學家們得以探測到卡戎上的二氧化碳。這台太空望遠鏡於 2021 年發射,有一個六米半寬的大鏡子,這使得它非常強大和靈敏。
它可以「看到」紅外線嗎?我們的眼睛和地球上大多數望遠鏡都無法偵測到光的顏色。紅外線是尋找其他物體上存在的各種分子的關鍵光類型?從行星到恆星、星係等等。
為了尋找這些化合物,望遠鏡使用了一種稱為光譜學的技術。光的顏色被分解成各種顏色,就像將白光分解成彩虹一樣。每個元素或分子都有自己的顏色特徵,就像指紋一樣。
對卡戎的這些新觀測顯示了二氧化碳和過氧化氫以及其他先前已知的水冰的特徵。
揭開古老謎團的重要線索
卡戎的形成是一個科學謎團。主要理論之一是它的形成方式與月球類似。根據這個理論,大約 45 億年前,柯伊伯帶中存在一個大型物體?冥王星和卡戎居住的區域?與冥王星相撞,部分斷裂並形成卡戎。
冥王星和冥衛一也可能是兩個碰撞的天體,然後陷入彼此繞軌道運行。
了解卡戎的組成有助於加深我們對其形成方式的理解。從這個意義上說,二氧化碳和過氧化氫的發現代表著向前邁出了重要的一步。重要的是,這不僅可以提供有關冥衛一的線索,還可以提供有關冥王星附近其他天體的線索。
對卡戎的更多了解將有助於我們了解太陽系的這個遙遠部分?以及那裡的奇異世界。