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太阳系外的卫星可能形成多么冰冷

发布时间:2019-06-27 16:34:25 来源:

‬东京工业大学地球生命科学研究所(ELSI)的研究人员领导的研究小组利用先进的计算机模拟和观测技术,展示了所谓的反海王星物体(TN)可能是如何形成的。包括矮行星冥王星在内的TNO是一组冰冷的岩石小体 - 比行星小但比彗星大 - 围绕太阳系运行在海王星之外。TNO可能与太阳系同时形成,了解它们的起源可以提供关于整个太阳系如何起源的重要线索。

与包括地球在内的许多太阳系天体一样,TNO通常拥有自己的卫星,这些卫星很可能是在太阳系构件之间碰撞的早期形成的。了解TNO及其卫星的起源可能有助于了解整个太阳系的起源和早期演变。TNO及其卫星的性质 - 例如,它们的轨道特性,成分和旋转速率 - 为理解它们的形成提供了许多线索。这些属性可能反映了它们的形成和碰撞历史,这反过来可能与自太阳系形成以来木星,土星,海王星和天王星等巨行星轨道的变化有关。

新地平线宇宙飞船于2015年由最着名的TNO冥王星飞行。从那时起,冥王星及其卫星Charon引起了行星科学家的极大关注,并且在其他大型TNO周围发现了许多新的小型卫星。事实上,现在已知所有直径大于1000千米的TNO都有卫星系统。有趣的是,这些卫星与其宿主系统的估计质量比范围为1/10至1/1000,包括月球与地球的质量比(~1 / 80)。这可能是重要的,因为地球的月亮和卡戎被认为是由巨型撞击物形成的。

为了研究TNO卫星系统的形成和演变,研究小组进行了400多次巨型冲击模拟和潮汐演变计算。“这真的很辛苦,”该研究的资深作者,东京工业大学地球生命科学研究所(ELSI)的Hidenori Genda教授说。其他东京工业团队成员包括Sota Arakawa和Ryuki Hyodo。

东京理工大学的研究发现,大型TNO卫星系统的大小和轨道如果由熔融祖先的影响形成,则可以得到最好的解释。他们还发现,足够大的TNO可以保留内部热量并保持熔化仅仅几百万年; 特别是如果它们的内部热源是短寿命的放射性同位素,例如铝-26,它也涉及陨石母体的内部加热。由于这些祖先需要具有较高的短寿命放射性核素含量才能融化,这些结果表明TNO-卫星系统在外行星向外迁移之前形成,包括海王星,或者在前7亿年左右。太阳系历史。

以前的行星形成理论表明,TNO的生长需要比短寿命放射性核素的寿命长得多,因此TNO在形成时不能熔化。然而,这些科学家发现TNO的快速形成与最近的行星形成研究是一致的,这些研究表明TNOs是通过将小固体吸附到已存在的物体而形成的。大型TNO的快速形成与最近的行星形成研究一致; 然而,其他分析表明,在大多数短寿命放射性核素衰变后,彗星形成良好。因此,作者指出,为太阳系行星体的起源制作统一模型仍有许多工作要做。

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