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扁平“雪人”柯伊伯带天体阿罗科思的演化起源

时间:2022-09-29 12:05 来源:网络 作者: 迷吧

简介:小柯伊伯带物体(486958) Arrokoth,2019年1月1日由NASA的新视野号宇宙飞船遇到,是迄今为止宇宙飞船探索过的最遥远、最

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小柯伊伯带物体(486958) Arrokoth,2019年1月1日由NASA的新视野号宇宙飞船遇到,是迄今为止宇宙飞船探索过的最遥远、最原始的物体。

这次任务的发现提供了关于物体形状、地质、颜色和成分的详细信息,这有助于人们重塑对星子起源和行星形成的知识和理解。


阿罗科思被揭示的形状是双叶的,两个高度扁平的裂片都与赤道平面对齐,被认为是这次飞越最大的惊喜。

接触双星被认为是由两个分开的物体缓慢合并而成的,这两个物体以低速紧密地结合在一起,彼此绕着轨道运行。

另一方面,扁平的裂片是如何形成的仍在研究中。

阿罗科思-双叶-扁平-形状

由Assoc领导的国际研究团队。

中国科学院紫金山天文台的赵于慧教授建立并应用了一个质量损失驱动的形状演化模型(MONET),他认为目前阿罗科思的扁平形状可能是由于在大约1–100迈的时间尺度内挥发性除气作用导致的演化,这为天体的扁平形状提供了一个自然的解释。

这项研究发表在2020年10月5日的《自然天文学》上。

洛厄尔天文台的威尔·格伦迪博士领导的科学出版物提出了阿罗科思的早期升华历史。

在太阳系形成的过程中,阿鲁科斯所处的区域可能是外部星云寒冷、尘埃遮蔽的中平面中的一个独特环境。

低温使一氧化碳和甲烷等挥发性物质冻结在尘粒上,形成星子。

当阿罗科思形成后星云尘埃清除时,太阳照射会提高其温度,从而迅速赶走冷凝的一氧化碳和甲烷。

升华诱导质量损失过程会改变物体的形状吗,如何改变?

德国PMO和马克斯·普朗克太阳系研究所的研究人员从2018年开始研究这个话题,不是专门针对(486958)阿罗科思,而是针对我们太阳系中所有的小冰体。

开发数值工具(MONET模型)、分析空间任务(如欧空局的罗塞塔任务)的观测数据以及研究太阳驱动的质量损失如何塑造小天体的全球结构和局部地形花了三年时间。

阿罗克思-质量损失-驱动-形状-进化

他们的研究表明,即使是微弱的太阳驱动的质量损失率在小冰体长期持续的形状演变中也起着重要作用,演变的形状高度依赖于物体的轨道和自旋状态的配置。

从一个球形星子和一个扁球形星子的合并开始,Arrokoth形状的变平是一个自然的结果,因为它的大倾角、小偏心率和质量损失率随太阳通量的变化而有利地结合在一起,导致南北半球之间几乎对称的侵蚀。

由于Arrokoth的方位,两个极地区域在极地日期间都经历了持续的太阳光照(具有很强的质量损失),而赤道区域全年都受昼夜变化的支配。

因此,极地达到比赤道更高的峰值温度,比赤道地区经历更多的升华,从而导致变平。

展平过程很可能发生在天体演化历史的早期,在近地层中存在超挥发性冰的情况下,可能会在大约1-100迈的时间尺度内快速进行。

此外,研究人员一致证明,在质量损失阶段,感应扭矩在行星的自旋状态变化中所起的作用可以忽略不计。

这项研究表明,升华质量损失可能是一个普遍存在的过程,在形成柯伊伯带物体(KBOs)的结构中占主导地位,假设在它们的后期历史中没有灾难性的碰撞重塑物体。

此外,虽然冷的经典kbo保留了早期除气作用塑造的形状,但一旦它们从柯伊伯带进入当前轨道配置,在不同挥发性物种的升华下,半人马和木星家族彗星(JFCs)的结构将被同一场景进一步修改。

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