一項新研究表明,冥王星最大的衛星保留了曾使其自轉逐漸減緩的古老過程的跡象。通過研究卡戎上的山脈,研究人員發現的證據可能揭示這顆冰衛星數十億年前的演化歷程。
卡戎是太陽系中看起來最古老的天體之一。其表面被認為約有40億年歷史,且與許多其他冰衛星不同,它并未隨著時間的推移發生大規模重塑。這使得它成為尋找地質活動痕跡的理想地點——這些痕跡在其他地方早已消失。
這項新研究聚焦于潮汐自轉減速,即引力逐漸減慢天體自轉的過程。研究團隊認為,卡戎的表面仍然保存著那次古老減速的證據,為窺探該衛星早期歷史提供了難得的機會。
由加州大學洛杉磯分校和蘇黎世聯邦理工學院的陳漢章博士領導的研究團隊,將目光投向了卡戎北半球的奧茲高地區域。
在那里,科學家們考察了綿延超過200公里的山脈。他們沒有發現地殼被拉張的跡象,反而發現了不對稱坡度的山脊,指向壓縮作用。
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卡戎奧茲高地的地形圖,突出了研究中分析的構造特征。
這項發表于2026年7月14日《自然·通訊》的研究稱,這些地貌形成于卡戎地殼的某些部分變短、現有斷層吸收應力的過程。這一觀點與早期研究不同,后者認為該衛星主要經歷了與冰火山活動相關的全球性拉張。
“卡戎呈現出崎嶇的北部高地和較平坦的南部平原之間的地形二分性,”陳漢章博士說。他補充道:“此前的研究提出卡戎經歷了伴隨冰火山活動的全球性拉張。”
為了理解這些山脊是如何形成的,研究人員將地質觀測與計算機模型相結合。
他們的研究表明,在這些構造出現時,卡戎的冰殼厚度至少為30至36公里。模型還指出,赤道附近的地殼縮短了約1%,壓縮作用集中在已有的斷層線上。
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卡戎奧茲高地的構造特征與水星和火星上的類似結構對比。
同樣的模型顯示,卡戎在早期歷史中大約每14.3小時自轉一周。如今,這顆衛星完成一次自轉需要約153.3小時,與它繞冥王星公轉的時間一致,因為兩者處于潮汐鎖定狀態。
研究人員表示,這一巨大差異支持了卡戎在漫長時期中通過潮汐自轉減速逐漸喪失轉速的觀點。
這些發現也勾勒出卡戎最早期的情況。研究人員發現,全球收縮與自轉減緩的結合,符合這樣一種情景:該衛星在形成之初相對寒冷,使其在演化早期便形成了厚而剛硬的冰殼。
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卡戎全球地圖,突出顯示了與其古老自轉減速相關的構造特征。
他們補充說,這兩個過程共同支持了這顆冰衛星相對寒冷開端的概念,并有助于更清晰地描繪外太陽系冰衛星的早期演化圖景。
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