天文学家揭开天体486958 Arrokoth冰冻之谜 重新定义柯伊伯带理论

天文学家揭开天体486958Arrokoth冰冻之谜重新定义柯伊伯带理论来自新视野号航天器数据的柯伊伯带天体2014MU69原始接触双星的合成图像。图片来源：NASA/JHUAPL/SwRI/RomanTkachenko由布朗大学塞缪尔-伯奇（SamuelBirch）博士和SETI研究所高级研究科学家奥尔坎-乌穆尔汉（OrkanUmurhan）博士共同撰写的论文《486958阿罗科斯星内一氧化碳冰和气体的保留》以阿罗科斯星为研究案例，提出许多柯伊伯带天体（KBO）--太阳系诞生之初的残余物--仍可能保留其原始的挥发性冰，从而挑战了以往关于这些古老实体进化路径的观点。左图由多色可见光成像相机（MVIC）拍摄，该相机是新视野号上拉尔夫仪器的一部分。拍摄于2019年1月1日，距离其最近接近仅7分钟，当时航天器距离地表仅约6700千米。美国国家航空航天局、约翰-霍普金斯大学应用物理实验室和西南研究院为这一出色的拍摄成果做出了贡献。右图显示了阿罗科斯季节性表皮深度的轨道平均温度，该温度是根据Umurhan等人的2022年方法计算得出的。比例尺单位为千米，视角方向与左图类似，向下看向南极。资料来源：美国国家航空航天局、约翰-霍普金斯大学应用物理实验室和西南研究所以前的KBO演化模型需要帮助来预测这些寒冷、遥远天体中挥发物的命运。许多模型依赖于繁琐的模拟或有缺陷的假设，低估了这些物质可能持续的时间。新研究提供了一种更简单而有效的方法，将这一过程比作气体如何通过多孔岩石逸出。它表明，像阿罗科斯这样的KBO可以将其挥发性冰保持数十亿年，形成一种地表下大气层，从而减缓冰的进一步流失。"我想强调的是，最关键的是，我们纠正了人们几十年来对这些非常寒冷和古老的天体所假设的物理模型中的一个严重错误，"Umurhan说。"这项研究可能成为重新评估彗星内部演化和活动理论的最初推动力。"上述模型是一个多孔碎石堆，由CO和难熔无定形H2O冰混合而成，具有特定的孔半径rp。顶层（棕色）仅在一个轨道上进行热处理，导致该层CO（包括冰和气体）的损失。在升华前沿rb（深蓝色）下方，原有的一氧化碳冰体积保持不变。随着时间的推移，随着升华前沿向下移动（模型中向右移动），嵌入无定形H2O冰基质中的CO冰开始升华。产生的气体（浅蓝色表示）随后充满孔隙并向上移动，远离升华前沿。资料来源：SETI研究所这项研究挑战了现有的预测，为了解彗星的性质及其起源开辟了新的途径。KBOs中存在的这种挥发性冰支持了一种引人入胜的说法，即这些天体是"冰炸弹"，它们在改变轨道接近太阳时被激活并表现出彗星行为。这一假设有助于解释29P/Schwassmann-Wachmann彗星的强烈爆发活动等现象，有可能改变人们对彗星的认识。作为即将进行的CAESAR任务提案的联合研究员，研究人员正在采用一种全新的方法来了解彗星体的演变和活动。这项研究对未来的探索具有重要意义，同时也提醒人们太阳系的不解之谜正等待着我们去揭开。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425479.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425479.htm

新视野号探测显示：柯伊伯带比原本想象的大的多

新视野号探测显示：柯伊伯带比原本想象的大的多这片区域存在大量的物质包括各种含冰的小行星、彗星或者不规则天体，当然含冰不一定是水冰，还有甲烷、氨等。存在的大一点的行星至少有四颗，都是矮行星，分别是冥王星、妊神星、鸟神星和阋神星。柯伊伯带也被认为是太阳系形成之初的残留物质区域，也就是当时太阳和各种大行星形成后没用完的物质，现在内太阳系的不少彗星就是来自柯伊伯带。宽度比原本预计的要高得多：原本天体物理学家通过观测数据并建立模型预估，柯伊伯带的宽度大约是50个天文单位，出了这个宽度之后，物质密度开始下降，也就是物质减少了。不过新视野号提供的数据让研究人员有些惊讶，因为数据表明柯伊伯带可能延伸至80个天文单位甚至更远。发布在天体物理学杂志快报上的一篇新论文称，柯伊伯带可能还存在第二条外带，因为探测器在这里发现了一些全新的、由物体碰撞产生的更多尘埃。当然这种推测还需要更多研究进行佐证，也有研究人员认为是太阳的辐射压将更多物质推到了更远的距离。探索柯伊伯带的意义：对人类来说探索柯伊伯带是非常必要的，柯伊伯带的天体或者说物质是太阳系形成的残留物，因此可以通过研究这些残留物来构建太阳系在40亿年前形成时的模型，让我们可以了解太阳系起源。新视野号探测器预计会在2028年离开柯伊伯带，到时候如果探测器仍然正常工作的话，NASA会安排新任务，让探测器继续向宇宙深处进发。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1419993.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1419993.htm

科学家找到柯伊伯带天体显现出彩色的原因

科学家找到柯伊伯带天体显现出彩色的原因由夏威夷大学马诺亚分校化学系的研究人员领导的一项新研究复制了柯伊伯带的环境，发现是什么导致了柯伊伯带物体富含碳氢化合物表面的颜色阵列，为天体物理学中一个长期存在的问题提供了一个解决方案。这项研究最近发表在《科学进展》杂志上。由RalfI.Kaiser教授领导的研究小组在马诺亚大学进行了这项尖端研究。他们使用超高真空辐照实验，并进行了全面的分析，以研究在类似柯伊伯带的条件下，银河系宇宙射线加工碳氢化合物，如甲烷和乙炔，在分子水平上的颜色演变及其来源。芳香族（具有融合的苯环的有机分子）结构单元携带多达三个环，例如在化合物菲、亚苯和苊中，彼此之间通过缺氢桥连接，被发现在产生红色方面起着关键作用。华盛顿大学的实验证明了银河系宇宙射线处理碳氢化合物的分子复杂程度，并深入了解了暴露在辐射下的冰块在生物前体分子的早期生产中所起的作用，这种分子参与了产生另一种分子的化学反应。"这项研究是系统地解开负责柯伊伯带天体富含碳氢化合物表面的分子单元载体的关键第一步，"Kaiser说。"由于天文探测也在柯伊伯带天体的表面检测到了如氨、水和甲醇之类的物质，因此对这些冰的宇宙射线处理的进一步实验有望揭示柯伊伯带天体在分子水平上的真正颜色多样性的性质。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1365431.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1365431.htm

NASA更名新柯伊伯带天体引发争论

NASA更名新柯伊伯带天体引发争论今年1月1日，NASA新视野号探测器近距离飞越了柯伊伯带天体UltimaThule（天涯海角，正式名字2014MU69），天涯海角表面呈淡红色，由两个球体连接构成，外形酷似“雪人”，总长度为34公里。现在，NASA将“天涯海角”更名为“Arrokoth”——在印第安族波瓦坦/阿尔冈昆语中意思是“天空”，仰望天空畅想恒星与宇宙。原先的名字“UltimaThule”与纳粹有关联而引发了争议。https://www.sciencealert.com/nasa-renames-faraway-ice-world-arrokoth-after-nazi-backlash

计算机模拟显示太阳系外缘可能存在未知类地行星

计算机模拟显示太阳系外缘可能存在未知类地行星公报说，海王星及存在于其轨道外侧的柯伊伯带天体被认为是太阳系外缘形成行星时留下的痕迹，特别是柯伊伯带天体可能因行星引力的持续影响，形成了独特的轨道。现有典型的柯伊伯带以及太阳系形成模型难以完整地说明柯伊伯带天体的多个特征。据公报介绍，本项研究中，研究人员假设柯伊伯带内存在未知行星，将行星的影响反应到计算机模拟模型中，然后再去验证这个假设。模拟结果能再现此前的标准模型解释不了的柯伊伯带天体的特征，并且与现在的实际观测结果几乎一致。研究团队的进一步研究发现，如果距离太阳约300亿千米至750亿千米的区域内存在一颗质量1.5倍至3倍于地球、轨道倾角为30度的类地行星，那么柯伊伯带天体的多个特征就能得到解释。同时，这颗行星对于柯伊伯带的形成发挥了重要作用。公报说，本项研究揭示了太阳系外缘可能存在尚未被发现的行星。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380215.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380215.htm

新证据表明柯伊伯带的冰冻世界可能孕育着生命

新证据表明柯伊伯带的冰冻世界可能孕育着生命天文学家利用詹姆斯-韦伯太空望远镜观测了其中一些冰冻天体，发现有证据表明它们可能并没有那么死气沉沉。他们将这台在距离地球一百万英里的轨道上运行的强大望远镜对准了阋神星和牧夫星，它们是柯伊伯带已知的两个最大的天体。这台望远镜有专门的照相机，可以探测到遥远世界中的不同元素或分子。根据发表在行星科学杂志《伊卡洛斯》上的这项研究，柯伊伯带的冰球和天体是保存下来的早期太阳系的原始遗迹。然而，在阋神星和牧神星表面发现的冰冻甲烷表明，这些分子是最近才"煮熟"的。这项研究表明，冰表面下的内部温度很高，能够将液体或气体推到地壳上。相对较新的甲烷沉积表明，这些冰雪世界可能像木星的冰卫星欧罗巴一样蕴藏着海洋。西南研究所的科学家克里斯托弗-格里恩在一份声明中说："我们看到一些有趣的迹象，表明在凉爽的地方也有炎热的时候。"格莱因曾研究过土星的喷泉卫星恩克拉多斯，他领导了对柯伊伯带天体的调查。热核还可能指向冰表面下液态水的潜在来源。科学家推测，这些冰冻的世界中，有一些在数十亿英里之外，可能蕴藏着适合生命存在的条件。然而，目前还没有证据证明这一点。目前还没有人试图近距离接触这些宇宙前沿。但是，美国国家航空航天局的"新视野"号冥王星和冥王星以外的任务让研究人员看到了一个地形复杂的世界，包括由水冰构成的冰川和山脉。格里恩说："在新视野号飞越冥王星系统之后，再加上这次发现，柯伊伯带在承载动态世界方面比我们想象的要有活力得多。现在就开始考虑派遣一个航天器飞越其中的另一个天体，将JWST的数据置于地质背景中，还为时不早。我相信，等待我们的将是令人惊叹的奇迹！"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1419339.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1419339.htm