物理科技生物学-PHYICA

证据支持冥王星上的“热启动”场景和早期南云瞳海洋形成

天文学与空间 2022-01-14 00:01:16

加州大学圣克鲁斯分校 冥王星表面的延伸断层(箭头)表明这颗矮行星冰壳的扩张,归因于地下海洋的冻结

学分:NASA/约翰霍普金斯大学应用物理实验室/西南研究所/亚历克斯·帕克 冥王星形成过程中新物质的增加可能产生了足够的热量来创造一个液态海洋,这个海洋一直存在于冰冷的地壳之下,直到今天,尽管这颗矮行星的轨道在太阳系寒冷的外围远离太阳

6月22日发表在《自然地球科学》杂志上的一篇论文中提出了这种“热启动”的设想,这与冥王星起源于一个由冰和岩石组成的球体的传统观点形成了对比,在这个球体中,放射性衰变最终可能产生热量来融化冰并形成地下海洋

“很长时间以来,人们一直在思考冥王星的热演化和海洋生存到今天的能力,”合著者、加州大学圣克鲁斯分校地球和行星科学教授弗朗西斯·尼姆说

“现在我们有了美国国家航空航天局“新地平线”任务的冥王星表面图像,我们可以将我们所看到的与不同热演化模型的预测进行比较

" 第一作者、UCSC大学研究生卡弗·比尔森解释说,因为水结冰时膨胀,融化时收缩,所以热启动和冷启动的情况对冥王星的构造和表面特征有不同的影响

比尔森说:“如果它开始变冷,内部的冰融化,冥王星就会收缩,我们应该会看到它表面的压缩特征,而如果它开始变热,它应该会随着海洋冻结而膨胀,我们应该会看到表面的延伸特征。”

“我们看到了许多膨胀的迹象,但我们没有看到任何压缩的迹象,所以观测结果更符合冥王星从液态海洋开始的情况

" 冷启动冥王星的热演化和构造演化实际上有点复杂,因为在最初一段时间的逐渐融化后,地下海洋将开始重新冻结

因此表面的压缩会在早期发生,随后是更近的延伸

随着一个热的开始,延伸将贯穿冥王星的历史

尼姆说:“冥王星最古老的表面特征很难弄清楚,但它看起来既有古代的,也有现代的延伸。”

下一个问题是是否有足够的能量给冥王星一个好的开始

两种主要的能量来源是岩石中放射性元素衰变释放的热量和新物质轰击正在成长的原行星表面时释放的重力能量

比尔森的计算表明,如果所有的重力能量都作为热量保留下来,它将不可避免地产生一个最初的液体海洋

然而,在实践中,大部分能量会从表面辐射出去,特别是如果新物质的增长缓慢的话

尼姆说:“冥王星最初是如何组合在一起的,这对它的热演化很重要。”

“如果积聚得太慢,地表的热物质会向空间辐射能量,但如果积聚得足够快,热量就会被截留在内部

" 研究人员计算出,如果冥王星形成的时间少于30,000年,那么它就会开始变热

相反,如果吸积发生在几百万年前,只有当大型撞击物将它们的能量深埋在地表之下,热启动才有可能

新的发现意味着其他大型柯伊伯带天体可能也是从热开始的,并且可能有早期的海洋

这些海洋可以在最大的天体中延续到今天,比如矮行星厄里斯和Makemake

“即使在离太阳如此之远的寒冷环境中,所有这些世界可能已经形成快速而炎热的液体海洋,”比尔森说

除了比尔森和尼姆之外,这篇论文是由西南研究所的艾伦·斯特恩合著的,他是“新视野”任务的首席研究员

来源:由phyica.com整理转载自PH,转载请保留出处和链接!

本文链接:http://www.phyica.com/tianwenxue/8025.html

发表评论

用户头像 游客
此处应有掌声~

评论列表

还没有评论,快来说点什么吧~