美國(guó)宇航局在冥王星的衛(wèi)星卡戎表面檢測(cè)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(gè)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(yùn)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(gè)“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(gè)點(diǎn)運(yùn)行。

冥王星及其衛(wèi)星仍然有許多謎團(tuán)。但在最新研究發(fā)布時(shí)間自然通訊今天，由天文學(xué)家 Silvia Protopapa 領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)來自西南研究院在美國(guó)宣布他們?cè)?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(guó)宇航局詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)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(shí)。

卡戎有點(diǎn)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(duì)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(gè)不尋常的軌道。當(dāng)卡戎圍繞冥王星旋轉(zhuǎn)時(shí)，冥王星也圍繞一個(gè)中心點(diǎn)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(rèn)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(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。

卡戎的組成

2015 年NASA 的新視野號(hào)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(gè)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。卡戎還被認(rèn)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(duì) Charon 上二氧化碳和過氧化氫的新檢測(cè)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(jià)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(yuǎn)鏡再次做到了

由于開創(chuàng)性的詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)，科學(xué)家們能夠在卡戎上檢測(cè)到二氧化碳。這款太空望遠(yuǎn)鏡于 2021 年發(fā)射，有一個(gè)六米半寬的大鏡子，使其非常強(qiáng)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(yuǎn)鏡都無法檢測(cè)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(yuǎn)鏡使用了一種稱為光譜的技術(shù)。光的顏色被分解成單獨(dú)的顏色，就像將白光分解成彩虹一樣。每個(gè)元素或分子都有自己的顏色特征，就像指紋一樣。

對(duì) Charon 的這些新觀測(cè)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(gè)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(gè)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(gè)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(jìn)我們對(duì)它是如何形成的理解。從這個(gè)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(duì)卡戎的更多了解將有助于我們了解太陽系的這個(gè)遙遠(yuǎn)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(guó)立大學(xué)

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