我们太阳系的历史是一段动荡的历史。这臭名昭著的 Chicxulub 小行星,它在 6600 万年前摧毁了恐龙,这只是自行星及其卫星形成以来一直遭受重创的众多太空岩石之一。
现在,新的研究在我们太阳系遥远的过去挖掘出了一场更具灾难性的碰撞:一颗大小是 Chicxulub 撞击器大小的 20 倍的小行星在 40 亿年前造成了行星规模的破坏。而不幸的是,接受者是木星最大的卫星木卫三。
在周二发表在该杂志上的研究中科学报告作者平田直之日本神户大学的行星学家详细介绍了木卫三的地形线索,这些线索说明了那次碰撞的后果有多么深远。
木卫三的脸上有圆形的皱纹,似乎从一个点发出。长期以来,天文学家一直将这些视为有东西撞击它的证据。“我们知道这个特征是由大约 40 亿年前的小行星撞击产生的,”平田在陈述.“但我们不确定这种影响有多大,以及它对月球有什么影响。”
然而,引起平田注意的不是陨石坑的大小或深度,而是它的位置。靶心正对着木星。这种不可思议的排列表明,月球过去可能在它的旋转轴上发生了偏移。雕刻木卫三标志性伤疤的灾难性影响是否也是卫星当前配置的背后原因?
为了了解犁沟系统的起源,平田对计算机进行了模拟撞击,以了解哪种情况可能造成了木卫三现在的景观。他的模型发现,这颗小行星及其撞击时喷出的物质在陨石坑所在地压下了月球的重量,足以使整个行星体旋转一圈。木卫三是一颗潮汐锁定的卫星,这意味着它总是向木星展示相同的面孔——而且,由于撞击,陨石坑被永久屏蔽在木星的视线之外。
尽管这看起来很具有革命性,但这并不是已知的第一次小行星翻倒天体的例子。根据 NASA 收集的图像新视野太空探测器,科学家们推断,类似的小行星撞击改变了冥王星上冰的分布,并在遥远的过去改变了它的方向。
通过对木卫三的位置进行逆向工程,平田计算出月球的撞击器宽 186 英里,大约是 Chicxulub 小行星大小的 20 倍。当它撞击木卫三时,它在地面上留下了一个面积大致等于阿拉斯加州的火山口,后来被掉落的碎片填满。根据平田的说法,只有这种规模的陨石坑才足以重新对齐木卫三,无论这颗小行星在哪里登陆。
安德鲁·多姆巴德伊利诺伊大学芝加哥分校(University of Illinois Chicago)的一位行星科学家没有参与这项研究,他告诉新科学家的 Jacklin Kwan 认为,该研究的模型可能没有考虑到木卫三冰冷结构的所有组成部分。“我认为这有利于确定这个过程可能会发生,但我不一定相信这些数字,”他告诉该出版物。
木卫三是太阳系中最大的卫星,它比水星略大。即便如此,撞击它的那颗巨大的小行星也会从里到外重新调整那个世界。平田平田认为,除了改变月球的方向外,撞击还会炸掉木卫三的表层并重塑其内部。
“理解卫星表面的所有这些重叠事件是具有挑战性的,”利·弗莱彻英国莱斯特大学的行星科学家没有参与这项研究,他告诉 Ian Sample监护人.“这是一次巧妙的尝试,通过计算机模拟来倒带时钟,寻找木卫三疤痕分布的解释。”
木卫三生动的历史只是其众多科学魅力之一。此外,冰冷的世界可能隐藏着大约比地球海洋深十倍的地下液态水海洋。研究人员认为,正如我们所知,这颗卫星可能适合生命居住。
欧洲航天局去年发射的一艘航天器是已经在路上了以仔细查看。这Jupiter Icy Moons Explorer 或 JUICE,经过 11 年的太空航行,将于 2034 年抵达木星轨道。它的使命计划持续八个月.在围绕这颗气态巨行星的近 100 颗木星卫星中,JUICE 的主要研究对象正是木卫三,一个拥有自身磁场的月球庞然大物——唯一具有这种区别的卫星——并拥有复杂的核心。
JUICE 任务配备了高分辨率相机、光谱仪和磁力计,应该不仅仅是为木卫三的过去提供新的视角。它将能够近距离观察月球的地形,提供有关古代小行星撞击的更多数据。
“旅行者 1 号和 2 号以及伽利略宇宙飞船已经观测到木卫三;然而,木卫三的许多区域仍然没有以足够的分辨率进行成像,“平田说新闻 周刊的汤姆·霍华斯。“我真的很期待 JUICE 的数据。”