美國宇航局在冥王星的衛(wèi)星卡戎表面檢測到二氧化碳

在我們太陽系的外圍，距離太陽 57 億公里的地方，坐落著一顆矮行星冥王星。它比澳大利亞小，是一個由山脈、冰川和火山口組成的冰冷世界，平均溫度為 –232°C。

五顆衛(wèi)星圍繞冥王星運行——冥河、尼克斯、Kerberos、九頭蛇和卡戎。其中，卡戎是最大的。與大多數(shù)其他行星系統(tǒng)不同，它與母體存在于一個“雙星系統(tǒng)”中，這意味著它們都在兩者之間的太空中圍繞一個點運行。

冥王星及其衛(wèi)星仍然有許多謎團。但在最新研究發(fā)布時間自然通訊今天，由天文學(xué)家 Silvia Protopapa 領(lǐng)導(dǎo)的團隊來自西南研究院在美國宣布他們在 Charon 的表面發(fā)現(xiàn)了二氧化碳和過氧化氫。

這些發(fā)現(xiàn)基于美國宇航局詹姆斯韋伯太空望遠鏡的數(shù)據(jù)，為我們最喜歡的非行星/行星系統(tǒng)是如何形成提供了重要線索。

什么是卡戎？

科學(xué)家1978 年首次發(fā)現(xiàn) Charon當(dāng)他們研究冥王星的軌道時。

卡戎有點像冥王星較小的雙胞胎。它只有 1,200 多公里寬——大約是冥王星大小的一半，這使它成為相對于太陽系中母體已知最大的衛(wèi)星。

與我們的月球相比，冥王星本身已經(jīng)很小了，冥王星的大小約為地球衛(wèi)星的三分之二，質(zhì)量約為地球衛(wèi)星的六分之一?？ㄈ值馁|(zhì)量大約是冥王星質(zhì)量的十分之一。

卡戎和冥王星有一個不尋常的軌道。當(dāng)卡戎圍繞冥王星旋轉(zhuǎn)時，冥王星也圍繞一個中心點旋轉(zhuǎn)。它們的行為幾乎就像一顆雙矮行星。這與月亮而地球，月球繞著我們走，我們并沒有真正改變我們的位置。

這就是為什么冥王星不再被認為是行星，而是現(xiàn)在被貼上矮行星標(biāo)簽的原因之一。它與卡戎的軌道意味著冥王星還沒有清除它的軌道，或者已經(jīng)成為引力 Boss。這是冥王星在行星檢查表中沒有達到的標(biāo)準。

卡戎的組成

2015 年NASA 的新視野號成為從地球出發(fā)經(jīng)過 9 年旅程后，第一艘近距離探索冥王星及其衛(wèi)星的航天器。它表明卡戎是由多種化學(xué)物質(zhì)組成的。

這是一個非常寒冷的月亮，富含水冰。但它也含有氨和各種碳基化合物?？ㄈ诌€被認為擁有冰火山——像地球上的火山那樣噴發(fā)冰而不是巖漿的區(qū)域。

卡戎的成分與冥王星和海王星以外的其他天體不同，后者以氮和甲烷冰為主。

對 Charon 上二氧化碳和過氧化氫的新檢測可以為了解各種過程如何在這些跨海王星天體上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(guān)鍵分子——它告訴我們很多關(guān)于物體的歷史。

就卡戎而言，據(jù)信二氧化碳來自冰冷的表面下方，并通過小行星和其他物體撞擊月球并產(chǎn)生隕石坑暴露出來，露出新鮮的地下表面。

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡再次做到了

由于開創(chuàng)性的詹姆斯韋伯太空望遠鏡的觀測，科學(xué)家們能夠在卡戎上檢測到二氧化碳。這款太空望遠鏡于 2021 年發(fā)射，有一個六米半寬的大鏡子，使其非常強大和靈敏。

它可以在紅外線中“看到”——我們的眼睛和地球上的大多數(shù)望遠鏡都無法檢測到的光的顏色。紅外線是一種關(guān)鍵類型的光，用于查找其他物體（從行星到恒星、星系等）上存在的各種分子。

為了找到這些化合物，望遠鏡使用了一種稱為光譜的技術(shù)。光的顏色被分解成單獨的顏色，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征，就像指紋一樣。

對 Charon 的這些新觀測顯示了二氧化碳和過氧化氫以及其他以前已知的水冰的特征。

古老之謎的重要線索

卡戎的形成是一個科學(xué)之謎。主要理論之一是它的形成方式與我們的月球相似。根據(jù)這一理論，大約 45 億年前，柯伊伯帶（冥王星和卡戎居住的區(qū)域）的一個大型天體與冥王星相撞，其中一部分脫落并形成卡戎。

也可能是冥王星和卡戎是兩個相撞的天體，然后卡在彼此的軌道上。

了解 Charon 的成分有助于促進我們對它是如何形成的理解。從這個意義上說，二氧化碳和過氧化氫的發(fā)現(xiàn)代表了向前邁出的重要一步。重要的是，這不僅可以提供有關(guān)卡戎的線索，還可以提供有關(guān)冥王星附近其他天體的線索。

對卡戎的更多了解將有助于我們了解太陽系的這個遙遠部分——以及那里的奇異世界。

布拉德·塔克， 天體物理學(xué)家/宇宙學(xué)家，澳大利亞國立大學(xué)

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