美國西南研究所領導的一個研究小組研究了冥王星和冥衛一“卡戎”上的隕石坑和地質形態，發現那裡的小型隕石坑比預期的要少得多。“新視野”探測器上的遠程勘測成像儀（LORRI）拍攝的“卡戎”上平坦光滑、地質條件穩定的“火神平原”（Vulcan Planitia）就是這一發現的證據。
柯伊伯帶（Kuiper Belt）是海王星軌道之外環繞的一個由冰質天體組成的環狀區域，而其中的小型天體是行星形成的“原料”之一。據美國“物理學網”（Phys.org）2月28日消息稱，《科學》雜誌3月1日將刊發一篇研究論文介紹，美國西南研究所（Southwest Research Institute，簡稱SwRI）領導的一個科學家團隊利用美國航天航空局（NASA）的“新視野”（New Horizons）探測器於2015年飛越冥衛一卡戎（Charon）所採集的數據，在柯伊伯帶中間接發現了其中小型天體的數量少得驚人，而且很明顯。證明柯伊伯帶小型天體（Kuiper Belt object，簡稱KBO）相對稀少的證據來自該探測器的成像結果，這些圖像反映出在這顆冥王星的最大衛星上的小型環形山數量相當稀少，這就暗示曾經撞擊它的、直徑在300英尺到1英里（91米到1.6公里）之間的天體肯定非常罕見。這項研究為破解太陽系的起源提供了最新的見解和進展。
該論文的第一作者、“新視野”任務的合作研究員、SwRI的Kelsi Singer博士介紹道：“這些體積更小的柯伊伯帶天體實在太小了，在這麼遠的距離上用任何望遠鏡都無法真正觀測清楚。‘新視野’在直接穿越柯伊伯帶時收集的數據是瞭解該區域內從小到大的天體狀況的重中之重。”“新視野”項目的首席研究員Alan Stern博士解釋道：“該項目突破性的發現有著深遠的意義，在‘新視野’詳細地披露了許多關於冥王星、冥衛星以及綽號為‘天涯海角’（Ultima Thule）的KBO的許多信息後，Singer博士的團隊也揭示了一些關於KBO數量的關鍵細節，其規模是我們從地球上直接觀察時無法實現的。”
太陽系天體上的隕石坑記錄著較小天體對該天體的所有撞擊事件，從而為人類研究該天體的歷史及其在太陽系中的位置提供了線索。由於冥王星離地球如此之遠，在2015年的這次史詩級的飛越之前，人們對這顆矮行星的表面知之甚少。這次對冥王星和卡戎表面的觀察任務揭示了它們各種各樣的特徵，包括上面高達13000英尺（4千米）的山脈和巨型的氮冰冰川。冥王星地質演化過程已經抹去或改變了其天體撞擊歷史留下的一些證據，但是卡戎相對停滯的地質條件保留了更為持續、穩定的撞擊記錄。Singer之前有研究土星和木星的冰質衛星上的地質條件的背景和經歷，這就使她能夠由此及彼地推斷和理解之後在若干KBO上所觀察到的地表物理過程。她指出：“‘新視野’的主要任務之一就是更好地瞭解柯伊伯帶，而今年早些時候，我們成功飛越了‘天涯海角’，現在我們擁有了三種不同的行星表面需要研究。這篇論文使用的數據就採集自探測器飛越冥衛一卡戎的時候，這就間接表明上面較小的隕石坑數量要比預期的要少得多。並且，來自‘天涯海角’的初步研究結果也支持佐證了這一發現。”
根據典型的行星模型理論，46億年前，太陽系是由巨型分子云發生引力坍縮而形成的——諸如太陽、行星和其他天體等是在坍縮的分子云中通過物質聚集效應而形成的，這一過程被稱為“吸積”（accretion）。此外，不同的行星模型又會導致太陽系中天體具有不同的數量和位置。Singer解釋道：“當我們驚訝地發現小型KBO相對缺乏時，我們對柯伊伯帶的認知和看法也隨之改變了。這一現象表明，不管是柯伊伯帶的形成過程還是演化過程，或兩者兼而有之，與火星和木星之間的小行星帶都有些許不同。也許小行星帶比柯伊伯帶中存在著更多的小型天體，是因為前者中發生過更多的撞擊事件，從而將較大的天體碎裂分解成了較小的天體。”
編譯：朱明逸 審稿：阿淼 責編：唐林芳
期刊編號： 0036-8075
原文鏈接：https://phys.org/news/2019-02-horizons-small-kuiper-belt-surprisingly.html
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