冥王星の核は古代の衝突によって作られた可能性が高い

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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 年に画像で捉えて以来、天文学者の興味をそそられてきましたが、今回研究者らは、この特徴的な心臓がどのようにして誕生したのかという謎を解明し、それに関する新たな手がかりが明らかになる可能性があると考えています。準惑星の起源。

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、冥王星に見られる窒素氷の多くが存在している。

この盆地は 745 × 1,242 マイル (1,200 km × 2,000 km) の面積をカバーしており、これは米国の約 4 分の 1 の広さですが、標高は大部分の地域より 1.9 ～ 2.5 マイル (3 ～ 4 km) 低くなります。アメリカ。 惑星の表面。 一方、核の右側にも窒素の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（700キロメートル）、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。

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、これらの地形はおそらく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ものと考えられている。

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、衝突した天体は溶けなかった」と、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述べた。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、密度などを除いては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が、遠く離れた太陽系では速度がはるかに遅く、固体の氷は強力です。もっと正確に計算する必要があります。」

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。

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、衝突体の核物質が冥王星の核の上に散らばっているため、局所的な質量余剰が生じており、それが地下海なし、あるいはせいぜい海なしでの赤道への移動を説明できる可能性がある」 「それは非常に薄いです」と研究共著者でベルン大学物理研究所の宇宙研究と惑星科学の上級研究員であるマルティン・ゲッツェ氏は述べた。

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のは、冥王星の表面の下にあるものについてより多くの情報を得ることです。これは、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、冥王星の軌道に探査機を送り込むことによってのみ達成できます。」