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木卫三的神秘伤痕:揭示40亿年前的宇宙大撞击

2024-09-04科学

神户大学的平田直之是第一个意识到小行星撞击木星卫星木卫三的位置几乎正好位于距离木星最远的子午线上的人。这意味着木卫三的自转轴发生了重新定位,平田由此计算出是什么样的撞击导致了这种情况的发生。图片来源:平田直之

在遥远的太阳系深处,木卫三——这颗太阳系中最大的卫星,不仅在物理上留下了深刻的印记,还可能经历了一场改变其自转的史诗级撞击。这场撞击的规模之大,足以与地球上终结恐龙时代的灾难相提并论。

大约40亿年前,一颗巨大的小行星与木卫三发生了剧烈的碰撞。最近,神户大学的研究人员发现,这次撞击不仅重塑了木卫三的地貌,还可能改变了它的自转轴。这次撞击的能量相当于地球上恐龙灭绝事件的20倍,是太阳系中已知的最大撞击之一。

木卫三:太阳系中的巨人

木卫三是太阳系中最大的卫星,甚至比水星还要大。它的表面下隐藏着液态水的海洋,这使得它成为了科学家们研究的热点。木卫三的表面布满了沟壑,这些沟壑围绕着一个特定点形成同心圆,这是一次重大撞击事件的明显标志。

木星卫星木卫三的大部分表面都被沟壑(右)覆盖,这些沟壑围绕着一个特定点(左,红十字)形成同心圆,这让 20 世纪 80 年代的研究人员得出结论,这些沟壑是一次重大撞击事件的结果。图片来源:Naoyuki Hirata

神户大学的行星学家Naoyuki Hirata对木卫三上的这些沟壑产生了浓厚的兴趣。他指出:「我们知道这些沟壑是由大约40亿年前的小行星撞击造成的,但我们之前并不清楚这次撞击的具体规模以及它对木卫三产生了哪些影响。」

揭开撞击的神秘面纱

Hirata博士是第一个意识到撞击地点几乎位于木卫三距离木星最远的子午线上的人。这一发现与冥王星上发生的撞击事件有着惊人的相似之处,那次撞击导致了矮行星自转轴的偏移。这一线索使得Hirata博士能够计算出,只有规模巨大的撞击才可能导致木卫三的自转轴发生如此显著的变化。

在【科学报告】杂志上发表的研究中,Hirata博士推测,撞击的小行星直径可能约为300公里,撞击形成了一个直径在1400至1600公里之间的巨大陨石坑。这次撞击的规模之大,足以改变木卫三的质量分布,从而影响其自转轴的位置。

探索木卫三的奥秘

Hirata博士表示:「我渴望了解木卫三和其他木星卫星的起源和演化。这次巨大的撞击无疑对木卫三的早期历史产生了深远的影响,但撞击对其内部结构和热演化的影响尚未得到充分研究。我相信,未来我们可以开展更多研究,以揭示冰卫星的内部演化。」

沟壑分布和沟壑系统中心位置显示在始终背对木星的半球(顶部)和木卫三的圆柱投影图(底部)。灰色区域代表地质上较年轻的地形,没有沟壑。沟壑(绿线)仅存在于地质上古老的地形(黑色区域)。图片来源:Naoyuki Hirata

木卫三因其地下海洋而备受关注,它也是欧空局JUICE太空探测器的最终目的地。预计在2034年,该探测器将进入木卫三轨道,进行为期六个月的观测,为我们提供大量宝贵的数据,帮助我们解答关于木卫三的更多谜题。