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密度低于水 柯伊伯带发现直径650公里"岩冰星"

http://www.kexue.com 2013-11-15 09:39:21 科技日报  发表评论


寒冷神秘的柯伊伯带岩冰星体

  加州理工学院的行星科学家迈克尔-布朗在太阳系柯伊伯带发现了能够漂浮于水面的最大固体——一颗由岩石和冰构成的星体。这个名为2002 UX25的星体直径达到650公里,密度却比水还低,其存在似乎与柯伊伯带和整个太阳系内大型固态天体形成的理论模型相冲突。即将出版的《天体物理学杂志通信》上将详细描述布朗的发现。

  柯伊伯带位于海王星轨道之外的太阳系尽头,是矮行星、彗星和小型冰封星体的聚集地。由于柯伊伯带内的天体被认为自太阳系形成之初以来变化相对较小,该区域“为我们理解行星形成的早期阶段是如何发展的提供了最佳机会”,科罗拉多大学博尔德分校行星科学家安德鲁-尤丁说。

  根据理论模型,“婴儿期”的太阳周围有大量细小的灰尘颗粒纷飞,这些进行绕日运动的微粒彼此碰撞,聚结成较大的颗粒,柯伊伯带中的天体,比如冥王星,以及太阳系内缘的地球及其他岩石行星都是在这一过程中形成的。

  在柯伊伯带中,直径小于350公里的天体似乎密度都小于水,直径超过800公里的天体似乎密度都大于水。对此有一种可能的解释是,较小的天体更趋于多孔结构,而较大的天体拥有更强的万有引力(重力),使得冰和岩石能够更紧密地叠合在一起。若果真如此,那么中等大小的天体——那些直径在600公里左右的,其密度应该处于小天体和大天体之间。

  而直径650公里的2002 UX25是柯伊伯带中首个被测出密度的中等天体。基于多个空间和地面望远镜的观测结果,科学家确定,其密度为每立方厘米0.82克,比水的密度低18%。2002 UX25的低密度表明,其主要成分应该是冰。布朗指出,这让人很难理解柯伊伯带中那些更大的、多岩石的天体是如何由小型天体碰撞吸积而成的。

  不过,尤丁和他的同事提出了一种新的理论来解释这一结果。根据该理论,太阳新生时,一些卵石大小的岩石或者冰块在激烈的碰撞中,首先快速地形成了柯伊伯带中的大天体;这些大天体再彼此摩擦,其外表的冰层被削离后形成那些小的、低密度的天体,留下的则是大的、主要成分为岩石的天体。

  尤丁表示,科学家还需要对更多与2002 UX25大小类似的柯伊伯带天体进行密度测量,才能证实这一理论。

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