我们终于知道冥王星是如何得到它的心脏的：一个古老的宇宙“飞溅”

冥王星上最知名的特征是它的“心脏”，一个相对明亮的情人节形状区域，被称为Tombaugh Regio。

这颗心脏是如何开始的，是这颗矮行星最深的谜团之一，但现在研究人员表示，他们已经提出了最有可能的情况，涉及与一个400多英里宽的行星体发生原始碰撞。

根据所发生的事情的科学术语今天发表在《自然天文学，是“啪”。

来自瑞士伯尔尼大学和亚利桑那大学的天文学家寻找计算机模拟，这些模拟产生的动力学结果类似于美国宇航局新视野号探测器的数据。

他们找到了一组模拟，这些模拟可以进行接近匹配，但也与之前关于冥王星拥有深海的建议.他们说，他们的情景并不取决于深海的存在——这可能导致科学家改写冥王星地质演化的历史。

该研究的合著者之一、亚利桑那大学天文学家阿德恩·丹顿（Adeene Denton）表示，心脏的形成“为了解冥王星历史的最早时期提供了一个关键的窗口”。

“通过扩大我们的研究范围，包括更多不寻常的形成场景，我们已经了解了冥王星演化的一些全新可能性。丹顿在一份新闻稿中说。类似的情况可能适用于柯伊伯带中的其他物体，柯伊伯带是我们太阳系边缘的冰冷世界环。

这项研究的重点是心脏的西半部，一个大约1000英里宽的泪滴状区域，称为Sputnik Planitia。该地区包含各种各样的冰，海拔比冥王星的其余部分低约2.5英里。这显然是巨大影响的结果。

“虽然冥王星表面的绝大多数由甲烷冰及其衍生物组成，覆盖着水冰地壳，但平原主要充满氮冰，由于海拔较低，氮冰很可能在撞击后迅速积累，”该研究的主要作者，伯尔尼大学的研究助理Harry Ballantyne说。

心脏的东半部被类似但更薄的氮冰层覆盖。Tombaugh Regio那部分的起源尚不清楚，但它可能与塑造Sputnik Planitia的过程有关。

Ballantyne和他的同事们对古代撞击进行了各种各样的计算机模拟。这些模拟反映了撞击体在不同速度和接近角度下的各种尺寸和成分。

最适合Sputnik Planitia形状的物体涉及一个400英里宽的物体，由15%的岩石组成，以30度角进入，并以相对较低的速度撞击冥王星。

基于这些参数，该物体会用飞溅物穿过冥王星的表面。由此产生的形状看起来不像典型的撞击坑。相反，它看起来像一个明亮的、冰冷的泪珠，撞击身体的岩石核心最终落在泪珠的尾部。

“冥王星的核心非常冷，以至于岩石仍然非常坚硬，尽管撞击的热量没有融化，而且由于撞击的角度和低速，撞击器的核心没有沉入冥王星的核心，而是保持完好无损，”Ballantyne解释说。

之前关于人造卫星平原起源的情景依赖于冥王星表面下深海的存在来解释为什么撞击区域随着时间的推移没有漂移到冥王星最近的极点。

但这项新发表的研究背后的研究人员发现，在他们的模拟中，最好的匹配要求海洋的深度不超过30英里。

“如果氨的影响被证明可以忽略不计，那么根据我们的名义情况，冥王星可能根本没有地下海洋，”他们写道。

研究人员表示，他们将继续对冥王星的地质历史进行建模，以及这些模型如何应用于其他柯伊伯带天体。

与此同时，新视野号航天器正在继续穿越太阳系的遥远旅程，距离太阳系已经过去了近九年冥王星飞越.任务科学家最近报告说，探测到行星际尘埃水平高于预期，这表明柯伊伯带可能比他们想象的要多。

他们希望确定航天器可以近距离观察的另一个冰冷世界在 2020 年代后期或 2030 年代。

本文最初发表于今天的宇宙.阅读原文.

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