來自冥王星和其衛星的照片，引發了有關環繞太陽系的岩石環和行星星體的思考。

圖解：新視野號拍攝的冥王星和冥衛一“卡戎”的隕石坑表面。

美國國家航空航天局/約翰霍普金斯大學應用物理實驗室/西南研究所/K辛格

2015年，美國國家航空航天局(NASA)的“新視野”(New Horizons)探測器飛越冥王星(Pluto)及其巨大衛星“卡戎”(Charon)時拍攝了一些照片。研究這些照片的科學家發現，這兩個星球上的隕石坑大小存在異常，這可能對我們瞭解早期太陽系產生重要影響。

天文學家們根據以往在月球、火星以及其他經過長期研究的星球上的研究結果預計，較小的隕石坑的數量是較大的隕石坑的數量指數倍多。但是事實並非如此。相反，在直徑約13公里和相當於一個約2公里寬的撞擊器大小的球體發生撞擊後，兩個球體上都沒有產生隕石坑。這件事情是由美國科羅拉多州博爾德市西南研究所的行星科學家凱爾西·辛格領導的小組發現的，並在《科學》雜誌上發表了這項報告。

辛格的這項研究結果是一個重要的發現，因為冥王星和冥衛一卡戎位於一個巨大的彗星狀天體光環的內邊緣，這個光環被稱為柯伊伯帶。其中一些被稱為柯伊伯帶天體(KBOs)的天體很大，但絕大多數都非常小，用地球上的望遠鏡是無法觀測到的。

然而，當這些天體在冥王星和冥衛一等其他天體上留下隕石坑時，它們就會顯露出來。直到今年，冥王星和冥衛一才是天文學家們獲得特寫圖像的最遙遠的天體。(截止目前可觀測的距離最遠的是新視野號於今年1月1日略過的天涯海角，但科學家仍在分析數據。)

辛格說：“在我們到達那裡之前，我們不確定會有多少隕石坑”，由於地質作用的原因，很多隕石坑痕跡可能會被抹去。“但是對存在的隕石坑進行分析後，我們發現了小隕石坑的數量出乎意料的少。”她補充說，柯伊伯帶被認為是早期太陽系的遺蹟，瞭解它們的大小分佈可以幫助我們瞭解它們和其他物體形成的過程。

有一種理論認為，這是通過一連串的碰撞而發生的，在這些碰撞中，小的物體合併成大的物體，然後在一個越來越大的碰撞層次中碰撞成更大的物體。另一種理論是引力坍縮模型，在這個模型中，塵粒和冰粒的密度輪盤在自身重力作用下坍縮，隨即產生體積相當大的物體。辛格說：“傳統觀點認為，在從小逐步到大的過程中會產生更多的小物體，如果我們看到的物體變得更少，這可能與引力坍縮模型有關。”

美國加利福尼亞帕薩迪納加州理工學院的行星天文學家邁克·布朗也同意這一觀點。他說：“我認為這個結果或多或少與一個重力不穩定的形成過程相一致，這個過程直接從形成大尺寸的柯伊伯帶開始，（而且）從來不會形成小的柯伊伯帶。”針對上面研究結果，其他天文學家又有了不同的發現。當辛格的論文已經出版時，日本天文學家發現了一個2.6公里長的柯伊伯帶天體，研究的方法表明，那裡可能有更多柯伊伯帶天體。

但天文學家並沒有真正看到這個物體本身，而是看到了它的影子，當它在天空中移動時，短暫地擋住了一顆遙遠恆星的光。這項由日本國家天文臺的Ko Arimatsu組織的業餘天文學家完成的工作，在一定程度上證明了這種規模的柯伊伯帶天體確實可以被這種技術發現。

圖解：妊神星神祕的衛星

他的團隊不僅證明了這種方法的有效性，而且通過用兩臺27.9釐米的望遠鏡掃描了僅有2000顆恆星的背面區域，在短短60小時的觀測時間內就發現了一顆天體，研究結果發表在《自然天文學》雜誌上。

這意味著，如果一個這樣的物體可以很容易地被發現，那麼可能會有更多的東西等待被發現。邁克·布朗認為，Arimatsu和辛格發現的這兩個結果肯定是相互矛盾的，進一步加深這一謎團的是，正如已知的小行星相互撞擊並破碎成碎片一樣，柯伊伯帶天體也應該碰撞並破碎。

法國尼斯蔚藍海岸天文臺的行星科學家亞歷山德羅·莫比德利認為，如果基於上述這種理論，就不可能出現小型天體數量極少的現象。

有一種思路可以解釋這問題，那就是冥王星和冥衛一“卡戎”的地質作用以某種方式侵蝕或抹去了許多小隕石坑，從而使記錄變得模糊不清。但辛格認為不太可能，因為這樣的過程也同樣會使更大的隕石坑退化，可是這種情況並沒有發生過。

辛格認為這裡不存在只有一半的隕石坑，我們之所以看不到部分填滿的隕石坑，是因為總會存在一些令人很難想象的前所未知的過程，它可以優先抹去小隕石坑的痕跡。

布朗也認同這一觀點，他表示：“很難不同意缺少隕石坑的說法”。如果有很多小的柯伊伯帶天體，那麼小的隕石坑就會遍佈整個地方（所有關於表面侵蝕的問題都很好地解決了）。”

Arimatsu認為這兩項研究可能並不像看上去那麼不相容：“目前我們只發現了一個物體，關於尺寸分佈的結果仍然存在很大的不確定性”。另外，正如他的團隊所進行的研究，現在需要的是統計柯伊伯帶中更多的隕石坑計數，以及更多的恆星掩星現象的研究。

辛格對Arimatsu的觀點表示贊同，同時對於這篇論文會產生如此爭議令她感到驚訝，但她認為爭議對科學是有好處的。她說：“它激發了更多的研究，而我也支持對柯伊伯帶進行更多的研究。”

參考資料

1.WJ百科全書

1．Weiji百科

2.天文學名詞

3. cosmosmagazine -西西西- Richard A. Lovett- LAUREN FUGE

如有相關內容侵權，請於三十日以內聯繫作者刪除

轉載還請取得授權，並注意保持完整性和註明出處