一项新研究表明,冥王星最大的卫星保留了曾使其自转逐渐减缓的古老过程的迹象。通过研究卡戎上的山脉,研究人员发现的证据可能揭示这颗冰卫星数十亿年前的演化历程。
卡戎是太阳系中看起来最古老的天体之一。其表面被认为约有40亿年历史,且与许多其他冰卫星不同,它并未随着时间的推移发生大规模重塑。这使得它成为寻找地质活动痕迹的理想地点——这些痕迹在其他地方早已消失。
这项新研究聚焦于潮汐自转减速,即引力逐渐减慢天体自转的过程。研究团队认为,卡戎的表面仍然保存着那次古老减速的证据,为窥探该卫星早期历史提供了难得的机会。
由加州大学洛杉矶分校和苏黎世联邦理工学院的陈汉章博士领导的研究团队,将目光投向了卡戎北半球的奥兹高地区域。
在那里,科学家们考察了绵延超过200公里的山脉。他们没有发现地壳被拉张的迹象,反而发现了不对称坡度的山脊,指向压缩作用。
卡戎奥兹高地的地形图,突出了研究中分析的构造特征。
这项发表于2026年7月14日《自然·通讯》的研究称,这些地貌形成于卡戎地壳的某些部分变短、现有断层吸收应力的过程。这一观点与早期研究不同,后者认为该卫星主要经历了与冰火山活动相关的全球性拉张。
“卡戎呈现出崎岖的北部高地和较平坦的南部平原之间的地形二分性,”陈汉章博士说。他补充道:“此前的研究提出卡戎经历了伴随冰火山活动的全球性拉张。”
为了理解这些山脊是如何形成的,研究人员将地质观测与计算机模型相结合。
他们的研究表明,在这些构造出现时,卡戎的冰壳厚度至少为30至36公里。模型还指出,赤道附近的地壳缩短了约1%,压缩作用集中在已有的断层线上。
卡戎奥兹高地的构造特征与水星和火星上的类似结构对比。
同样的模型显示,卡戎在早期历史中大约每14.3小时自转一周。如今,这颗卫星完成一次自转需要约153.3小时,与它绕冥王星公转的时间一致,因为两者处于潮汐锁定状态。
研究人员表示,这一巨大差异支持了卡戎在漫长时期中通过潮汐自转减速逐渐丧失转速的观点。
这些发现也勾勒出卡戎最早期的情况。研究人员发现,全球收缩与自转减缓的结合,符合这样一种情景:该卫星在形成之初相对寒冷,使其在演化早期便形成了厚而刚硬的冰壳。
卡戎全球地图,突出显示了与其古老自转减速相关的构造特征。
他们补充说,这两个过程共同支持了这颗冰卫星相对寒冷开端的概念,并有助于更清晰地描绘外太阳系冰卫星的早期演化图景。
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