你有没有琢磨过这样一件事：像地球和月球这样，已经互相“锁死”的那一对天体，是不是就完全停止了变化，从此老老实实地过日子？最近，一群科学家绕着太阳系边缘的冥王星和它的大月亮卡戎（Charon）转了一圈，发现似乎不是那么回事儿。卡戎和冥王星明明已经潮汐锁定很久了，可卡戎的“体内”可能还在悄悄漏掉最后那一点旋转能量，这件事本身已经够反直觉的了，而真正神奇的是，它的证据就写在地表上一道道蜿蜒的山脊里。
咱们不妨先摊开一张“照片”在脑子里：2015年7月14日，新视野号探测器飞掠冥王星系时，拍下了卡戎那张让人印象深刻的肖像。它的北端染着一大块淡淡的红色，非正式地被叫作“魔多斑”——看起来就像在冰壳上不小心滴落的一滴红墨水。可这张照片里埋着的新闻并不是颜色本身，而是跨过将近40亿年历史的一道道纹理。
卡戎的表面年龄差不多有40亿岁，和其他冰卫星比起来，它后来“整容”的次数少得可怜，这就意味着它早年发生的故事不太容易被后续的地质活动抹掉，因而成了一部保存得相当完好的远古档案。
不过，如果只是拿眼睛扫一眼那张照片，你可能只会觉得卡戎的南北长得不太一样：北边是一大片皱皱巴巴的高地，南边则铺着更平滑的平原。研究行星的科学家管这种不对称叫“地形二分性”，早些年他们看得多了，也提过好几种解释。最常见的说法是，卡戎曾经整体拉伸、扩张，还伴随着冰火山呼噜呼噜地往外涌。这个画面听上去是不是挺激烈的？可是，美国加州大学洛杉矶分校兼苏黎世联邦理工学院的研究员陈汉章博士和同事们偏偏在大家都觉得该是拉张的地方，找到了一簇明明白白在“挤”的痕迹。
他们对着卡戎北半球一个叫 Oz Terra 的地区反复端详，把那里山脉延伸的方向、坡度歪斜的程度一一扒拉出来。结果发现，这些绵延超过200公里的山脉，两侧的坡度长得并不对称，这种不对称，用陈博士他们的话说，“符合挤压的特征”，而不是此前大家更爱提的拉张。
说人话就是：这里的冰壳曾经被硬生生地挤过一下，就像你双手合十用力时，虎口边缘拱起的那一两道小褶子。只不过卡戎身上的褶子尺度惊人，足够铺开好几条中国南北高铁的里程。
这就有意思了：如果卡戎一直都在膨胀，地表应当被拉裂、出现延伸型的沟壑才对，现在却冒出了挤压形成的山脉。挤压是从哪儿来的呢？研究团队建了个模型来还原现场，他们推算出，在挤压发生的那个时期，卡戎表面顶着一层至少有30到36公里厚的冰壳。这个厚度意味着它生来就很“结实”，不是一坨软绵绵的冰沙。
更有趣的是，模型显示，靠近赤道一带的地壳在那会儿大约缩短了1%——听起来好像1%没什么大不了，可这1%不是均匀地缩，而是被已经存在的断层线接住、吸收，就像你推桌布时，布的皱褶会沿着已有的折痕加深、堆高，最终拱成我们现在看到的那一道道山脊。换句话说，这些山脊本身就像是卡戎曾经“缩水”的刻度尺。
了解这一点以后，我们终于可以拼上更关键的一块拼图了：卡戎今天的自转周期大约153.3小时，也就是6天多转一圈，这正是它和冥王星潮汐锁定的状态——它永远以同一面对着冥王星，就像月球对地球那样。但研究团队根据挤压的几何特征反推回去，得出卡戎早期的自转周期只有大约14.3小时。从14.3小时慢悠悠地拖长到153.3小时，这中间发生了什么？
就是那个被叫作“潮汐减速”的过程。冥王星的引力一直不紧不慢地拽着卡戎的凸起，像一个耐心的兄长轻轻拖着陀螺的边缘让它慢下来，这种拖拽会消耗自转的能量，同时使得卫星的形状发生微妙的改变，温度分布也跟着调整。过去，科学家只在理论上推演过这种减速应该会在卡戎身上留下痕迹，却一直没找到干净的地质证据，现在，这群挤出来的山脊很可能就是那个缺口的第一块地质拼板。
你可能会问：“可它都已经被潮汐锁定了呀，能量不是该漏光了吗？”这恰恰是这篇发表在《自然·通讯》上的论文最让人心痒难耐的地方。研究人员谨慎地用了许多“可能”“提示”“推测”之类的词，他们指出，卡戎也许到现在还没有完全卸掉最初那点旋转的惯性，这暗示着，哪怕潮汐锁定已经把它绑在冥王星身边几十亿年，它的内部或许仍有极其微小、极其缓慢的自转能量在散逸。这个猜想目前还只是初步的，并不是板上钉钉的定论，但它能把我们的目光引向一个更深的谜题：这些遥远冰冷天体的内部到底是什么样的？它们的内心是否还残留着最初形成时的“胎记”？
借着挤压山脉这条线索，研究团队还抛出了一个相当有态度的推论：卡戎可能是一只“冷起步”的冰卫星。所谓冷起步，是指它在刚成形的时候就已经比较冷了，因而很快就结出了一层厚厚的刚性冰壳，没有经历过漫长的高温熔融阶段。这和平常想象的“小卫星一开始是暖乎乎的大冰球”不太一样，但对于太阳系外侧那片寒冷地带来说，某些卫星或许生来就没有被太多的放射性元素加热过。如果这个推测站得住脚，那么卡戎的早期僵硬冰壳很可能正是早期太阳系外围环境的直接物证，为我们理解其他冰卫星的演化提供了一个寒冷而坚实的起点。
热门跟贴