研究表明 太陽(yáng)系外太陽(yáng)系的衛(wèi)星可能是如何形成的

東京理工大學(xué)地球生命科學(xué)研究所(ELSI)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的研究小組利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)模擬和觀測(cè)技術(shù)，展示了所謂的反海王星物體(或稱TNOs)可能是如何形成的。包括矮行星冥王星在內(nèi)的TNO是一群冰冷的巖石小體 - 比行星小，但比彗星大 - 繞太陽(yáng)系運(yùn)行到海王星之外。TNO可能與太陽(yáng)系同時(shí)形成，了解它們的起源可以提供關(guān)于整個(gè)太陽(yáng)系如何起源的重要線索。

像包括地球在內(nèi)的許多太陽(yáng)系天體一樣，TNO通常擁有自己的衛(wèi)星，這些衛(wèi)星很可能是在太陽(yáng)系構(gòu)件之間碰撞的早期形成的。了解TNO及其衛(wèi)星的起源可能有助于了解整個(gè)太陽(yáng)系的起源和早期演變。TNO及其衛(wèi)星的性質(zhì) - 例如，它們的軌道特性，成分和旋轉(zhuǎn)速率 - 為理解它們的形成提供了許多線索。這些屬性可能反映了它們的形成和碰撞歷史，這反過(guò)來(lái)可能與巨行星木星，土星，海王星和天王星的軌道在太陽(yáng)系形成后如何隨時(shí)間變化有關(guān)。

新地平線宇宙飛船于2015年由最著名的TNO冥王星飛行。從那時(shí)起，冥王星及其衛(wèi)星 Charon引起了行星科學(xué)家的極大關(guān)注，并且在其他大型TNO周?chē)l(fā)現(xiàn)了許多新的小型衛(wèi)星。事實(shí)上，現(xiàn)在已知所有直徑大于1000千米的TNO都有衛(wèi)星系統(tǒng)。有趣的是，這些衛(wèi)星與其宿主系統(tǒng)的估計(jì)質(zhì)量比范圍為1/10至1/1000，包括月球與地球的質(zhì)量比(~1 / 80)。這可能是重要的，因?yàn)榈厍虻脑铝梁涂ㄈ侄急徽J(rèn)為是由巨大的撞擊者形成的。

為了研究TNO衛(wèi)星系統(tǒng)的形成和演變，研究小組進(jìn)行了400多次巨型沖擊模擬和潮汐演變計(jì)算。“這真的很辛苦，”該研究的資深作者，東京工業(yè)大學(xué)地球生命科學(xué)研究所(ELSI)的Hidenori Genda教授說(shuō)。其他東京工業(yè)團(tuán)隊(duì)成員包括Sota Arakawa和Ryuki Hyodo。

東京理工大學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，大型TNO衛(wèi)星系統(tǒng)的大小和軌道如果由熔融祖先的影響形成，則可以得到最好的解釋。他們還發(fā)現(xiàn)，足夠大的TNO可以保留內(nèi)部熱量并保持熔化僅僅幾百萬(wàn)年; 特別是如果它們的內(nèi)部熱源是短壽命的放射性同位素，例如鋁-26，它也涉及隕石母體的內(nèi)部加熱。由于這些祖先需要具有較高的短壽命放射性核素含量才能融化，這些結(jié)果表明TNO-衛(wèi)星系統(tǒng)在外行星向外遷移之前形成，包括海王星，或者在前7億年左右。太陽(yáng)系歷史。

以前的行星形成理論表明，TNO的生長(zhǎng)需要比短壽命放射性核素的壽命長(zhǎng)得多，因此TNO在形成時(shí)不能熔化。然而，這些科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，TNO的快速形成與最近的行星形成研究是一致的，這些研究表明TNOs是通過(guò)將小固體吸附到已存在的物體而形成的。大型TNO的快速形成與最近的行星形成研究一致; 然而，其他分析表明，在大多數(shù)短壽命放射性核素衰變后，彗星形成良好。因此，作者指出，要為太陽(yáng)系的起源制作統(tǒng)一的模型還有很多工作要做行星體。