本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
波多黎各法哈多—這帶有一絲狡猾計劃的味道。上週行星會議的組織者將最好的演講之一放在最後一天最後一場會議中。大多數科學家要麼去了機場,要麼去了海灘。我差點沒趕上——房間和時間在最後一刻被調換了。
如果演講者,加州理工學院的韋斯利·弗雷澤是對的,行星科學家將不得不重新思考柯伊伯帶——海王星以外廣闊的小行星帶。弗雷澤和他的同事邁克·布朗使用哈勃太空望遠鏡觀察了其中最大的天體之一,妊神星(Quaoar)及其小衛星威沃特(Weywoot),以改進對其大小和質量的估計。他們發現妊神星比之前認為的要小,直徑只有 900 公里。因此,它必須更緻密——大約每立方厘米四克。這使其成為迄今為止最緻密的柯伊伯帶天體 (KBO)。它甚至超過了相當緻密的小行星,如灶神星(Vesta)。
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行星科學家通常透過想象緻密的柯伊伯帶天體最初更大且密度較低來解釋它們;然後它們相互碰撞,剝離較輕的物質,如冰,留下主要是岩石。然而,根據新的估計,妊神星甚至比岩石更緻密,因此即使完全剝離其冰層也不夠。此外,天文學家在其表面探測到冰。這毫無道理。“至少可以說,這令人困惑,”弗雷澤說。
這只是一部分。大多數柯伊伯帶天體衛星都具有圓形軌道。這被認為是碰撞碎片凝聚的後果:碎片環自然會沉澱成圓形。然而,威沃特的軌道明顯是橢圓形的。“我們必須完全改寫這本書,”弗雷澤總結道。
一個激進的想法是,妊神星是從火星和木星之間的小行星帶逃離出來的。小行星往往比柯伊伯帶天體更緻密,木星可能會將其彈射到太陽系的最遠端。但是,這個不幸的流亡者往往會以高度橢圓形的軌道繞太陽執行,而妊神星的軌道幾乎是圓形的。
加州大學聖克魯茲分校的埃裡克·阿斯福格提出了另一種解釋,基於他本週早些時候提出的工作。也許妊神星與一個更大的天體相撞——大小接近火星。就像一輛迷你車被悍馬撞到一樣,妊神星會受到如此嚴重的撞擊,可能足以使其密度異常高。如果是這樣,妊神星可能就是證明曾經有相當大的行星在遙遠的太陽系中執行,並且可能仍然潛伏在那裡的活生生的證據。
顯然,這是一種“需要更多資料”的情況,弗雷澤已經申請了額外的望遠鏡時間。但有一件事是肯定的。人們通常稱柯伊伯帶天體為冰冷的天體,就像巨型彗星。但它們也可能是岩石狀的,就像小型地球一樣。
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來自哈勃太空望遠鏡的妊神星照片:NASA 和 M. Brown(加州理工學院)