展平的“雪人”柯伊伯带天体Arrokoth的进化起源

时间：2022-05-19 16:25:05 来源：

由新视野观测数据确定的（486958）Arrokoth的双瓣和扁平形状。

美国宇航局的新视野号航天器于2019年1月1日遇到的小柯伊伯带天体（486958）Arrokoth是迄今为止航天器探测到的最遥远，最原始的物体。这次任务的发现提供了有关物体形状，地质，颜色和成分的详细信息，有助于人们重塑对小行星起源和行星形成的认识和理解。

露出来的Arrokoth形状呈双瓣状，高度平坦的裂片均与赤道平面对齐，被认为是飞越的最大惊喜。据信，接触二元体由彼此靠近并以低速形成且彼此绕轨道运动的两个分开的物体缓慢融合。另一方面，如何形成扁平叶仍在研究中。

由Assoc领导的国际研究团队。中国科学院紫金山天文台（PMO）的赵玉辉教授建立并应用了质量损失驱动的形状演化模型（MONET），并指出当前的扁平Arrokoth形状可能是由于挥发性脱气而形成的时间尺度大约为1-100迈尔，这为身体扁平化提供了自然的解释。

这项研究发表于2020年10月5日的自然天文学中。

质量损失驱动Arrokoth类似物的形状演变。

洛厄尔天文台（Lowell Observatory）的威尔·格伦迪（Will Grundy）博士领导的科学出版物提出了Arrokoth的早期升华历史。在太阳系形成过程中，Arrrokoth所在的区域可能是外星云冷，尘埃阴影中平面中的一个独特环境。低温使诸如CO和CH4的挥发物冻结在尘埃颗粒上，构成了小行星。Arrokoth形成后清除星云尘埃时，太阳光照会使其温度升高，因此迅速驱除冷凝的CO和CH4。

升华引起的质量损失过程会改变身体的形状吗？

来自德国PMO和马克斯·普朗克太阳能系统研究所的研究人员于2018年开始研究此主题，不是专门针对（486958）Arrokoth，而是针对我们太阳系中所有小的冰冷体。花费了三年的时间开发了数值工具（MONET模型），分析了来自太空任务的观测数据，例如ESA的Rosetta任务，并研究了太阳驱动的质量损失如何影响整体结构以及小物体的局部地形。

他们的研究表明，即使是很弱的太阳驱动质量损失率，只要长期维持，它在小型冰体的形状演化中也起着重要作用，而演化后的形状高度依赖于人体轨道和自旋状态的构型。

从球形小行星和扁球形小行星的合并开始，Arrokoth的形状变平是自然的结果，这是由于其大的倾角，小的偏心率和质量损失率变化与太阳通量的良好结合，导致了近似对称的腐蚀。南北半球。

由于Arrokoth的方向，两个极地地区在极地期间都会经历连续的太阳光照（质量损失很大），而赤道地区全年则以昼夜变化为主。因此，极区比赤道区达到更高的峰值温度，比赤道区达到更高的升华，从而导致平坦化。

扁平化过程最有可能发生在人体演化史的早期，并且在近地下地下存在超挥发性冰的过程中，可能会以大约1-100 Myr的速度相当快地进行。

此外，研究人员始终如一地证明，在质量损失阶段，感应转矩在行星最基本的自旋状态变化中起着微不足道的作用。

这项研究表明，升华质量损失可能是普遍存在的过程，并且在塑造库伯带物体（KBO）的结构中占主导地位，前提是在后来的历史中不会发生重塑身体的灾难性碰撞。此外，虽然寒冷的经典KBO保留了通过早期除气雕刻而成的形状，但在不同挥发性物种升华后，一旦它们从柯伊伯带进入当前的轨道构型，半人马和木星家族彗星（JFC）的结构将通过相同的方案进行进一步修改。。

参考：Y. Zhao，L。Rezac，Y。Skorov，S。C. Hu，N。H. Samarasinha和J.-Y.“升华是（486958）Arrokoth扁平叶的有效机制”。李，2020年10月5日，自然天文学.DOI：
10.1038 / s41550-020-01218-7

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