冥王星は惑星体との衝突後に「反転」した

アトランタ — 冥王星の表面にある巨大なハート型の特徴は、NASA の探査機ニューホライズンズが 2015 年の画像に捉えて以来、天文学者の興味をそそってきたが、今回研究者らは、その特徴的な心臓がどのようにして現れたのかという謎を解明し、新たな事実を明らかにできる可能性があると考えている。トロルの起源に関する手がかり。

この特徴は、1930 年に冥王星を発見した天文学者クライド・トンボーにちなんで「トンボ領域」と呼ばれています。しかし科学者らは、核はすべて 1 つの元素ではないと主張しています。 トンボ・レッジョの高度、地質、特徴的な形状、そして冥王星の他の部分よりも明るい白色である反射率の高い表面についての詳細は、何十年もの間、説明を逃れてきました。

スプートニク平原と呼ばれる深い盆地は、核の「左葉」を形成しており、冥王星の窒素氷の多くが存在する。

この盆地は 1,245 マイル×1,242 マイルの面積をカバーしており、米国の約 4 分の 1 の広さですが、地球の表面の大部分よりも 1.9 ～ 2.5 マイル低いです。 一方、核の右側にも窒素氷の層が含まれていますが、それははるかに薄いです。

国際科学者チームは、スプートニク平原に関する新たな研究を通じて、この核が大災害によって形成されたと断定した。 数値シミュレーションを含む分析の結果、研究者らは、直径約435マイル、またはスイスの東西約2倍の大きさの原始惑星体が、準惑星の歴史の初期に冥王星と衝突した可能性が高いと結論づけた。

これらの結果は、月曜に雑誌に掲載された冥王星とその内部構造に関する研究の一部である。 自然天文学。

冥王星で古代の「誇大広告」を再現

研究チームは以前、月の裏側など、太陽系全体の異常な地形を研究しており、これらの地形は、太陽系の形成初期の混沌とし​​た時期に衝突によって生じたと考えられる。

研究者らは、冥王星との理論上の惑星体衝突で起こり得る衝突、速度、角度、組成のさまざまなシナリオをモデル化するために、幅広い惑星衝突研究の基礎となる滑らか粒子流体力学ソフトウェアを使用して数値シミュレーションを作成した。

その結果、この惑星体は冥王星と正面衝突ではなく、斜めの角度で衝突する可能性が高いことが示された。

「冥王星の核は非常に冷たいので、（準惑星と衝突した岩石は）衝突の熱にもかかわらず、非常に固体のままで溶けず、衝突の角度と低速のおかげで、冥王星の核は、この研究の筆頭著者でスイスのベルン大学の共同研究者であるハリー・バランタイン博士は声明で次のように述べている。まるで打撃を受けたかのように無傷だ。」

しかし、冥王星との衝突後、惑星体はどうなったのでしょうか?

「スプートニクの地下のどこかに、冥王星が消化しなかった別の巨大天体の核の残骸が眠っている」と研究共著者でアリゾナ大学月惑星研究所教授エリック・アスフォー氏は声明で述べた。

研究チームは、スプートニク平原の涙滴の形は、冥王星の冷たい核と、衝突自体の比較的遅い速度の結果であることを発見した。 他のタイプのより高速で直接的なエフェクトを使用すると、より対称的な外観が作成されたでしょう。

「私たちは惑星の衝突を、エネルギー、運動量、密度などを除いて詳細を無視できる信じられないほど激しい出来事だと考えることに慣れています。しかし、遠く離れた太陽系では速度ははるかに遅く、固体の氷は強いので、より正確に計算する必要があります。」 「ここからが楽しいところです。」

冥王星の起源は謎に満ちている

研究チームは心臓の特徴を研究する一方で、冥王星の内部構造にも焦点を当てた。 冥王星の歴史の初期に衝突があれば質量不足が生じ、スプートニク平原が準惑星がまだ形成されている間に時間をかけてゆっくりと準惑星の北極に向かって移動していたと思われる。 これは、物理法則によれば、盆地が周囲よりも質量が小さいためであると研究者らは研究で説明した。

しかし、スプートニク平原は準惑星の赤道近くに位置しています。

これまでの研究では、冥王星には地下海洋がある可能性があり、もしそうなら、スプートニク平原地域では地下海洋上の氷の地殻が薄くなり、液体の水の密な膨らみが生じ、質量が赤道に向かって移動する可能性があると研究論文は示唆している。著者らは語った。

冥王星はユニークで魅力的な地質の広大なワンダーランドであるため、地質を説明するためのより創造的な仮説が常に役に立ちます。

-ケルシー・シンガー、主任研究員

しかし、新しい研究は、利点の場所について別の説明を提供しています。

「私たちのシミュレーションでは、冥王星の原始マントルは衝突によって完全に掘削されており、衝突の核物質が冥王星の核の上に散乱するため、局所的な質量余剰が生じ、これが地下海洋のない赤道への移動を説明できる可能性がある」 「それは、せいぜい地下の海だ」と同氏は語った。「それは非常に薄い」と、研究共著者でベルン大学物理学研究所の宇宙研究と惑星科学の上級研究員であるマーティン・ゲッツェ博士は語る。

コロラド州ボルダーにあるサウスウェスト研究所の主任科学者であり、NASAのニューホライズンズミッションの副共同主任研究員でもあり、この研究には関与していないケルシー・シンガー氏は、著者らはモデリングを調査し、仮説を発展させるための徹底的な仕事をしたと述べた。彼らは彼女が「地質学的証拠とのより密接な関係」を見たいと思っていたでしょう。

「例えば、著者らはスプートニク平原の南部は非常に深いと示唆しているが、地質学的証拠の多くは南部が北部よりも浅いことを示唆していると解釈されている」とシンガー氏は述べた。

研究者らは、冥王星の核に関する新たな理論により、この謎の準惑星がどのように形成されたのかについてさらに解明できる可能性があると考えている。 冥王星の起源は、太陽系の端に位置しており、ニューホライズンズミッションによってのみ詳しく研究されているため、謎のままです。

「冥王星はユニークで魅力的な地質を持つ広大な不思議の国です。そのため、地質を説明するためのより創造的な仮説が常に役に立ちます」とシンガー氏は言う。 「さまざまな仮説を区別するのに役立つ可能性があるのは、冥王星の表面の下に何があるのか​​についてより多くの情報を取得することです。それは、おそらく氷を通して見ることができるレーダーを使用して、冥王星の周りの軌道に宇宙船を送り込むことによってのみ得られます。」