冥王星陨石坑为何很少？是柯伊伯带天体不存在？还是威严不容侵犯

故事 07-07 来源：天文在线

来自冥王星和其卫星的照片，引发了有关环绕太阳系的岩石环和行星星体的思考。

图解：新视野号拍摄的冥王星和冥卫一“卡戎”的陨石坑表面。

美国国家航空航天局/约翰霍普金斯大学应用物理实验室/西南研究所/K辛格

2015年，美国国家航空航天局(NASA)的“新视野”(New Horizons)探测器飞越冥王星(Pluto)及其巨大卫星“卡戎”(Charon)时拍摄了一些照片。研究这些照片的科学家发现，这两个星球上的陨石坑大小存在异常，这可能对我们了解早期太阳系产生重要影响。

天文学家们根据以往在月球、火星以及其他经过长期研究的星球上的研究结果预计，较小的陨石坑的数量是较大的陨石坑的数量指数倍多。但是事实并非如此。相反，在直径约13公里和相当于一个约2公里宽的撞击器大小的球体发生撞击后，两个球体上都没有产生陨石坑。这件事情是由美国科罗拉多州博尔德市西南研究所的行星科学家凯尔西·辛格领导的小组发现的，并在《科学》杂志上发表了这项报告。

辛格的这项研究结果是一个重要的发现，因为冥王星和冥卫一卡戎位于一个巨大的彗星状天体光环的内边缘，这个光环被称为柯伊伯带。其中一些被称为柯伊伯带天体(KBOs)的天体很大，但绝大多数都非常小，用地球上的望远镜是无法观测到的。

然而，当这些天体在冥王星和冥卫一等其他天体上留下陨石坑时，它们就会显露出来。直到今年，冥王星和冥卫一才是天文学家们获得特写图像的最遥远的天体。(截止目前可观测的距离最远的是新视野号于今年1月1日略过的天涯海角，但科学家仍在分析数据。)

辛格说：“在我们到达那里之前，我们不确定会有多少陨石坑”，由于地质作用的原因，很多陨石坑痕迹可能会被抹去。“但是对存在的陨石坑进行分析后，我们发现了小陨石坑的数量出乎意料的少。”她补充说，柯伊伯带被认为是早期太阳系的遗迹，了解它们的大小分布可以帮助我们了解它们和其他物体形成的过程。

有一种理论认为，这是通过一连串的碰撞而发生的，在这些碰撞中，小的物体合并成大的物体，然后在一个越来越大的碰撞层次中碰撞成更大的物体。另一种理论是引力坍缩模型，在这个模型中，尘粒和冰粒的密度轮盘在自身重力作用下坍缩，随即产生体积相当大的物体。辛格说：“传统观点认为，在从小逐步到大的过程中会产生更多的小物体，如果我们看到的物体变得更少，这可能与引力坍缩模型有关。”

美国加利福尼亚帕萨迪纳加州理工学院的行星天文学家迈克·布朗也同意这一观点。他说：“我认为这个结果或多或少与一个重力不稳定的形成过程相一致，这个过程直接从形成大尺寸的柯伊伯带开始，（而且）从来不会形成小的柯伊伯带。”针对上面研究结果，其他天文学家又有了不同的发现。当辛格的论文已经出版时，日本天文学家发现了一个2.6公里长的柯伊伯带天体，研究的方法表明，那里可能有更多柯伊伯带天体。

但天文学家并没有真正看到这个物体本身，而是看到了它的影子，当它在天空中移动时，短暂地挡住了一颗遥远恒星的光。这项由日本国家天文台的Ko Arimatsu组织的业余天文学家完成的工作，在一定程度上证明了这种规模的柯伊伯带天体确实可以被这种技术发现。