新的研究表明，數十億年前，冥王星可能通過一個非常短暫的冰冷“吻”捕獲了它最大的衛星卡戎。該理論可以解釋矮行星（是的，我們希望冥王星也仍然是一顆行星）如何捕獲一顆大約其一半大小的衛星。
這項研究背後的團隊認為，柯伊伯帶有兩個寒冷的世界，柯伊伯帶是一個遠離太陽的冰體環，位於柯伊伯帶邊緣，數十億年前碰撞在一起。這兩個物體並沒有相互消滅，而是結合成一個旋轉的“宇宙雪人”。這些天體分離得相對較快，但仍保持軌道相連，形成了/我們今天看到的卡戎系統。
“我們發現，如果我們假設冥王星和卡戎是具有物質強度的天體，那麼冥王星確實可以從巨大的撞擊中捕獲卡戎，”團隊負責人、亞利桑那大學月球和行星研究員阿丁·丹頓告訴 Space.com。 “這種碰撞捕獲的過程被稱為‘親吻捕獲’，因為冥王星和卡戎短暫地合併，即‘親吻’元素，然後分離形成兩個獨立的天體。”
大多數行星碰撞場景被歸類為“撞了就跑”或“擦傷並合併”，這意味著這種“親吻和捕獲”場景是全新的。
“我們當時確實“對親吻和捕捉中的‘親吻’部分感到驚訝，”丹頓繼續說道。 “以前還沒有真正發生過這樣的撞擊，兩個身體只是暫時融合然後重新分離！”
該團隊的研究成果於 1 月 6 日發表在期刊上
冥王星用10小時的吻贏得了卡戎的芳心
冥王星與卡戎的關係一直對科學家構成挑戰，因為這兩個冰體之間的尺寸和質量差異相對較小。
“卡戎相對於冥王星來說是巨大的，以至於它們實際上是一個雙星，”丹頓解釋道。 “它的大小是冥王星的一半，質量是冥王星的 12%，這使得它比地球上任何其他衛星都更類似於地球的月球。”。
相比之下，我們的月球只有地球大小的四分之一，而太陽系中最大的衛星木衛三的大小約為其母行星的 1/28，。
亞利桑那大學研究員，同時也是博士後補充說，以“正常”方式很難獲得如此大的衛星。 （“正常”是像這樣的衛星的引力捕獲火衛一和火衛二的衛星以及巨行星的衛星和.)
這意味著冥王星和卡戎系統形成的流行理論是基於碰撞捕獲的想法，類似於人們相信一個巨大的天體撞擊冥王星的方式。發射我們的星球捕獲的誕生物質。
丹頓說：“有一些大的東西撞擊了冥王星，你會得到卡戎，但就像地月系統一樣，我們並不完全知道它是如何運作的以及發生的條件。” “這是一個相當大的問題，因為許多其他大型柯伊伯帶天體也有大型衛星，所以這似乎是柯伊伯帶中以一定頻率發生的事情，但我們不知道如何或為什麼。”
在標準的“碰撞捕獲”過程中，會發生大規模碰撞，兩個物體以類似流體的方式拉伸和變形。這個過程很好地解釋了地球/月球系統的形成，因為碰撞中產生的強烈熱量以及所涉及物體的更大質量導致它們以流體方式起作用。
在碰撞捕獲過程中考慮冥王星和卡戎時，還有一個額外的因素需要考慮：較冷的冰質和岩石天體的結構強度。過去，當研究人員考慮卡戎碰撞產生時，這一點一直被忽視。
為了將其納入模擬中，團隊轉向亞利桑那大學高性能計算集群。當丹頓和同事在模擬中考慮這些材料的強度時，完全出乎意料的事情出現了。
丹頓解釋說：“由於兩個天體都具有物質強度，卡戎沒有深入冥王星足夠深的位置，無法與冥王星融合；當兩個天體都是液體時，情況就不是這樣了。” “對於相同的撞擊條件，如果我們假設冥王星和卡戎沒有力量，它們確實會合併成一個大天體，而卡戎會被吸收。然而，在有力量的情況下，冥王星和卡戎在短暫的合併過程中保持結構完整。”
由於卡戎在這種情況下無法沉入冥王星，因此它仍然超出了兩個天體所謂的“共同旋轉半徑”。結果，它的旋轉速度無法與冥王星一樣快，這意味著兩個天體無法保持合併。當他們分開並且這個冰冷的吻結束時，研究小組認為冥王星會將冥衛一扭轉到一個緊密的、更高的圓形軌道上，月球將從那裡向外遷移。
丹頓說：“從地質學角度來說，這次‘親吻’和‘捕捉’的結合過程非常短暫，持續了 10 到 15 個小時，然後兩具屍體再次分離。” “然後卡戎開始緩慢向外遷移到當前位置。”
研究小組認為，最初的碰撞發生在太陽系歷史的早期，可能是在太陽系形成後數千萬年，也就是數十億年前。
丹頓說：“典型的大型碰撞是直接合併，即兩個機構合併，或者兩個機構保持獨立。” “所以這對我們來說非常新。它還提出了許多我們想要測試的有趣的地質問題，因為親吻捕獲是否有效取決於冥王星的熱狀態，然後我們可以將其與冥王星的當代地質學聯繫起來進行測試。
“我真的很想確定最初的冥王星-卡戎撞擊如何影響冥王星和卡戎是否以及如何形成海洋。”
丹頓解釋說，團隊可以通過兩種途徑來推動這一發展。
“首先是看看這如何適用於其他擁有大衛星的大型柯伊伯帶天體，如鬩神星和迪斯諾米亞、奧喀斯和萬斯等，”丹頓解釋道。 “我們的初步分析表明，親吻捕獲也可能是這些其他系統的來源，但由於它們的成分和質量都不同，因此了解親吻捕獲如何在柯伊伯帶上運作至關重要。”
該團隊打算遵循的第二條途徑涉及觀察卡戎的長期潮汐演化，以證實他們的形成理論。
丹頓說：“為了真正確定這就是形成冥王星和卡戎的過程，我們需要確保卡戎遷移到其當前位置，距離冥王星寬度大約8倍。” “然而，這個過程發生的時間尺度比初始碰撞要長得多，因此我們的模型不太適合跟踪它。
“我們計劃在未來對此進行更仔細的研究，以確定哪些條件不僅可以將冥王星和卡戎複製為天體，而且可以將卡戎置於正確的位置，也就是今天的位置。”
最初發佈於太空網。
