木星年龄暴露!灶神星和谷神星的陨石坑帮了大忙
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木星年龄暴露!灶神星和谷神星的陨石坑帮了大忙

2020年05月21日 22:12:00
来源:天文在线

科学家利用岩石体上的陨石坑分布判断行星表面年龄。但是气态星球的年龄如何决定呢?信不信由你,也许通过陨石坑。

罗马国家天体物理研究所的科学家说,小行星带中两个最大的行星灶神星(Vesta)和谷神星(Ceres),可以帮助查明木星何时再早期太阳系的演化过程中开始形成。他们研究模型这两个小行星的陨石坑历史—据说两个小行星是太阳系中最古老的陨石坑,表明陨石坑的类型和分布在木星发展的不同阶段表现出明显的变化。

这项研究探究了一种假设,即这两个小行星之一或也许全部,和木星同时形成,并且研究他们的陨石坑历史可以提供木星这颗巨型行星诞生的信息。

研究团队的模拟过程描述了木星形成的三个阶段:核心的初始聚集,紧接着快速的天然气聚集,接下来的阶段中,气体的聚集减慢,而木星达到其最终质量。在最后的两个阶段中,木星的引力开始影响越来越远的物体。对于每一个阶段,团队模拟木星如何影响太阳系内外的小行星和彗星的轨道,以及他们被移动到与灶神星或谷神星碰撞路径上的可能性。

“我们发现木星的发展阶段对撞击速度和潜在撞击源产生了很大影响”,研究团队的迭戈·特立尼(Diego Turrini)博士说到,“当木星的核心接近临界质量石,它会导致灶神星和谷神星周围运行的小型岩石体低速碰撞的急剧增加,从而导致密集均匀的陨石坑分布模式。这些“低速碰撞可以帮助灶神星和谷神星聚集质量。一旦木星的核形成,并且行星开始迅速聚集气体,它将更远的物体偏转到与灶神星和谷神星的碰撞路线上,并且冲击变得更加活跃。尽管在此阶段,来自内太阳系的岩石物体是主要的撞击者,但与外太阳系的冰体碰撞的较高能量确实最大的标志。”

木星形成的第三阶段因为发生在大约3.8至4.1亿年前发生的后期重磅轰炸而变得复杂。在这段时间内,来自外太阳系的大量富含有机化合物的物体被注入与巨型行星交叉的行星轨道上,并可能到达了小行星带。此外,木星被认为大约在这个时候已经在轨道上迁移了,这导致冲击波在灶神星和谷神星上的有额外影响。

当NASA的”黎明”太空任务在2011年到达灶神星并随后于谷神星进一步回合时,该团队将有机会确认他们的结果。“黎明”将收集这两个小行星的结构和表面形态的信息,并送回陨石坑图案的高分辨率图像。尽管认为这两个小行星彼此靠近,但他们却大不相同。灶神星时一块岩石,而谷神星被认为含有大量的冰。

“如果我们能够看到潜在的强烈统一的陨石坑图案,它将支持这些小行星中的一个或者都是在木星增生的最后阶段形成这一理论,前提是他们不会被后来的猛烈轰炸所掩盖”,特立尼(Turrini)说,“黎明将会测量有机物质的浓度,这可能会为我们提供与来自外部太阳系的富含有机物质物体的碰撞历史有关的更多信息。”

科学小组在德国波茨坦的欧洲行星科学大会上讨论了他们的研究成果。

相关知识

谷神星(Ceres,/ˈsɪəriːz/;小行星序号:1 Ceres)是在火星和木星轨道之间的主小行星带中最亮的天体。它的直径大约是945千米(587英里),使它成为海王星轨道以内最大的小行星。在太阳系天体大小列表排名第35,是在海王星轨道内唯一被标示为矮行星的天体。谷神星由岩石和冰组成,估计它的质量占整个主小行星带的三分之一。

谷神星也是主小行星带唯一已知自身达到流体静力平衡的天体。从地球看谷神星,它的视星等范围在+6.7至+9.3之间,因此即使在最亮时,除非天空是非常的黑暗,否则依然是太暗淡而难以用肉眼直接看见。1801年1月1日意大利人朱塞普·皮亚齐在巴勒莫首先发现了谷神星。最初被当成一颗行星,随着越来越多的小天体在相似的轨道上被发现,因此在1850年代被重分类为小行星。

作者: universetoday