你可能会觉得,太阳系边缘那些小天体,应该早就被撞得面目全非了。但詹姆斯·韦伯太空望远镜和哈勃太空望远镜联手做的一件事,让这个"理所当然"的想法翻了车。
两支望远镜团队合作,瞄准了太阳系里一些最小、最遥远的天体,结果发现:这些小家伙的历史,比我们以为的要费解得多。它们一共找到了27个新的海外天体(Trans-Neptunian Objects,简称TNO),全部直径不到40公里,其中最小的只有10公里左右。
所谓海外天体,顾名思义,就是在海王星轨道之外绕着太阳转的那批天体。它们中的一部分,从太阳系诞生之初就待在那里,是没能"长大"成行星的小星子。按理说,这些小天体应该被无数次撞击搅得表面物质混杂,颜色和成分都跟大块头同类不一样。但新观测发现,恰恰相反——它们看起来还跟刚形成那天一样"干净"。
一个"应该"和一个"竟然"
这项研究由两位博士生牵头:北亚利桑那大学的Anastasia Morgan和维多利亚大学的Marielle Eduardo。Morgan负责颜色和成分分析。她在声明里说了一段挺有意思的话:你可以设想一种场景——一个天体被撞来撞去、撞碎了,表面成分就会改变,那么小尺寸的海外天体和它们的大块头"兄弟姐妹"相比,颜色应该不一样。"所以看到最小的那些天体,居然在某种程度上'记得'并保存着自己被制造出来的历史,这真的很迷人。"
这里的关键词是"记得"。因为按照现有模型,它们本不该记得。
要理解这个反差,得先分清两类海外天体。一类是土生土长在柯伊伯带的,轨道接近圆形,和太阳系行星所在的黄道面基本齐平。因为它们自形成以来几乎没挪过窝,天文学上管它们叫动力学上"冷"的天体。
另一类则出生在第七、第八颗行星——天王星和海王星——之间。它们本来可能被这两颗正在成长的行星吸收,但在那之前,就被引力共振"踢"了出去,甩到海王星之外的遥远区域,聚成一个"散射盘"。这些天体的轨道被拉得又长又斜,明显偏离太阳系平面,因此被称为动力学上"热"的天体。
按理说,"热"天体经历了这么剧烈的轨道折腾,表面成分早该被改写。但观测结果又一次出乎意料:即便是这些动力学上"热"的海外天体,似乎也抵抗住了表面成分的变化。
北亚利桑那大学的David Trilling这样描述:"这些动力学上'热'的海外天体,保留着它们出生地的印记,尽管从那以后它们的轨道已经被搅乱了。"
两种可能,都不太舒服
这个发现把研究者推到了一个岔路口,两条路都挺让人意外。
第一种可能:在远离太阳的地方,撞击发生的频率比天文学家以为的要少得多。但这跟我们对那片区域天体密度的既有认识对不上——如果那里天体不少,撞击就不该这么少。
第二种可能:撞击和碰撞确实发生了,但出于某种原因,它们并没有把小天体的表面"撕开"、搅乱。至于这个"某种原因"是什么,目前还没有答案。
换句话说,要么我们对那片区域的"人口密度"估计错了,要么我们对撞击破坏力的理解有偏差。无论哪一条成立,都意味着现有模型需要重新审视。
为什么这件事值得关注
海外天体是太阳系形成时留下的"边角料"。它们没能长成行星,反而因此保存了早期太阳系的信息。如果连最小的那些都能保住自己出生时的表面特征,那它们就像一批没被翻动过的档案,而不是被反复涂改过的草稿。
但这里要划一条边界:研究者说的是这些小天体"似乎"保留了原始特征,用的是推测和观察的语气,不是"已经证明太阳系演化理论错了"。这项发现提出的问题,比它回答的问题更多。
另外值得一提的是,这次观测本身也把两台望远镜的能力推到了极限。目标又小又远,能测到它们的颜色和成分,本身就是一件不容易的事。27个新天体的名单,是两台望远镜"组队"才拿下的成果。
至于那些小天体到底是怎么在几十亿年里"保持干净"的,目前还没有定论。科学界现在能说的是:它们看起来不该这么干净,但事实就是如此。接下来要做的,是搞清楚为什么。
热门跟贴