Đăng ký nhận bản tin khoa học Lý thuyết kỳ diệu của CNN. Khám phá vũ trụ với tin tức về những khám phá hấp dẫn, tiến bộ khoa học và hơn thế nữa.

CNN
—

Một đặc điểm hình trái tim khổng lồ trên bề mặt Sao Diêm Vương đã thu hút các nhà thiên văn học kể từ khi tàu vũ trụ New Horizons của NASA chụp được nó trong một bức ảnh năm 2015. Giờ đây, các nhà nghiên cứu tin rằng họ đã giải quyết được bí ẩn về sự hình thành của trái tim đặc biệt này và có thể tiết lộ những manh mối mới về. nguồn gốc của hành tinh lùn.

Đặc điểm này được gọi là “Tombo Regio” để vinh danh nhà thiên văn học Clyde Tombaugh, người đã phát hiện ra Sao Diêm Vương vào năm 1930. Nhưng các nhà khoa học cho biết lõi không phải chỉ có một nguyên tố. Trong nhiều thập kỷ, các chi tiết về độ cao, địa chất và hình dạng đặc biệt của Tombo Reggio cũng như bề mặt phản chiếu cao của nó, có màu trắng sáng hơn phần còn lại của Sao Diêm Vương, vẫn chưa được giải thích.

Một lòng chảo sâu có tên Sputnik Planitia, tạo thành “thùy trái” của lõi, là nơi chứa phần lớn băng nitơ được tìm thấy trên Sao Diêm Vương.

Lưu vực có diện tích 745 x 1.242 dặm (1.200 km x 2.000 km), bằng khoảng một phần tư diện tích Hoa Kỳ, nhưng cũng có độ cao thấp hơn phần lớn các lưu vực khác từ 1,9 đến 2,5 dặm (3 đến 4 km). Hoa Kỳ. Bề mặt hành tinh. Trong khi đó, phía bên phải lõi cũng chứa một lớp băng nitơ nhưng mỏng hơn nhiều.

Thông qua nghiên cứu mới về Sputnik Planitia, một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã xác định rằng một sự kiện thảm khốc đã tạo ra lõi. Sau khi phân tích bao gồm các mô phỏng số, các nhà nghiên cứu kết luận rằng một vật thể tiền hành tinh có đường kính khoảng 435 dặm (700 km), hoặc gần gấp đôi kích thước của Thụy Sĩ từ đông sang tây, có khả năng đã va chạm với Sao Diêm Vương trong thời kỳ đầu trong lịch sử của hành tinh lùn.

Những kết quả này là một phần của nghiên cứu về Sao Diêm Vương và cấu trúc bên trong của nó được công bố vào thứ Hai trên tạp chí Thiên văn học thiên nhiên.

Trước đây, nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu các đặc điểm bất thường trên khắp hệ mặt trời, chẳng hạn như các đặc điểm ở phía xa của Mặt trăng, có khả năng được tạo ra do va chạm trong những ngày đầu hình thành hỗn loạn của hệ thống.

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra các mô phỏng số bằng cách sử dụng phần mềm thủy động lực học hạt mịn, làm cơ sở cho nhiều nghiên cứu va chạm hành tinh, để mô hình hóa các kịch bản khác nhau về các tác động, vận tốc, góc và thành phần có thể xảy ra của một vụ va chạm cơ thể hành tinh theo lý thuyết với Sao Diêm Vương.

Kết quả cho thấy thân hành tinh có thể sẽ va chạm với Sao Diêm Vương theo một góc xiên, thay vì trực diện.

“Lõi của Sao Diêm Vương lạnh đến mức (khối đá va chạm với hành tinh lùn) vẫn rất rắn chắc và không tan chảy bất chấp sức nóng của vụ va chạm, và nhờ góc va chạm và tốc độ thấp, lõi của Tiến sĩ Harry Ballantyne, tác giả chính của nghiên cứu và là đồng nghiên cứu tại Đại học Bern ở Thụy Sĩ, cho biết trong một tuyên bố: “Vật thể va chạm không tan chảy”. nguyên vẹn như một cú đánh vào nó.”

Nhưng điều gì đã xảy ra với hành tinh này sau khi nó va chạm với Sao Diêm Vương?

Đồng tác giả nghiên cứu Eric Asfaugh, giáo sư tại Phòng thí nghiệm Mặt trăng và Hành tinh của Đại học Arizona, cho biết: “Đâu đó bên dưới Sputnik là phần còn lại của lõi của một vật thể khổng lồ khác, vật thể mà Sao Diêm Vương chưa bao giờ tiêu hóa được”.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng hình dạng giọt nước của Sputnik Planitia là kết quả của lõi lạnh của Sao Diêm Vương, cũng như tốc độ va chạm tương đối thấp. Các loại hiệu ứng nhanh hơn, trực tiếp hơn sẽ tạo ra cái nhìn cân xứng hơn.

“Chúng ta thường coi các vụ va chạm giữa các hành tinh là những sự kiện cực kỳ căng thẳng mà bạn có thể bỏ qua các chi tiết ngoại trừ những thứ như năng lượng, động lượng và mật độ. Nhưng trong một hệ mặt trời ở xa, tốc độ chậm hơn nhiều và băng rắn rất mạnh, vì vậy. bạn phải tính toán chính xác hơn.” Đây là “Đó là nơi niềm vui bắt đầu.”

Trong khi nghiên cứu đặc điểm trái tim, nhóm nghiên cứu cũng tập trung vào cấu trúc bên trong của Sao Diêm Vương. Một tác động sớm trong lịch sử của Sao Diêm Vương sẽ tạo ra sự thiếu hụt khối lượng, khiến Sputnik Planitia từ từ di chuyển về phía cực bắc của hành tinh lùn theo thời gian trong khi hành tinh này vẫn đang hình thành. Các nhà nghiên cứu giải thích trong nghiên cứu rằng điều này là do lưu vực này có khối lượng nhỏ hơn so với môi trường xung quanh nó, theo các định luật vật lý.

Tuy nhiên, Sputnik Planitia nằm gần đường xích đạo của hành tinh lùn.

Nghiên cứu trước đây cho rằng Sao Diêm Vương có thể có một đại dương dưới bề mặt và nếu vậy, lớp băng giá phía trên đại dương dưới bề mặt sẽ mỏng hơn ở vùng Sputnik Planitia, tạo ra một khối nước lỏng dày đặc và khiến khối lượng di chuyển về phía xích đạo. các tác giả cho biết.

Nhưng nghiên cứu mới đưa ra một lời giải thích khác cho vị trí của lợi thế.

“Trong các mô phỏng của chúng tôi, lớp phủ nguyên thủy của Sao Diêm Vương đã bị khai quật hoàn toàn do va chạm và do vật liệu lõi của vật va chạm nằm rải rác trên lõi của Sao Diêm Vương, nó tạo ra khối lượng dư thừa cục bộ có thể giải thích sự di chuyển về phía xích đạo mà không có đại dương dưới bề mặt, hoặc cùng lắm là Tiến sĩ cho biết: một đại dương dưới bề mặt. “Nó rất mỏng,” đồng tác giả nghiên cứu Martin Goetze, nhà nghiên cứu cấp cao về nghiên cứu không gian và khoa học hành tinh tại Viện Vật lý thuộc Đại học Bern, cho biết.

Kelsey Singer, nhà khoa học chính tại Viện Nghiên cứu Tây Nam ở Boulder, Colorado và là phó điều tra viên chính của sứ mệnh Chân trời mới của NASA, người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết các tác giả đã thực hiện công việc kỹ lưỡng khi khám phá mô hình và phát triển các giả thuyết của họ. họ sẽ thích Cô ấy thấy “mối liên hệ chặt chẽ hơn với các bằng chứng địa chất”.

Singer cho biết: “Ví dụ, các tác giả cho rằng phần phía nam của Sputnik Planitia rất sâu, nhưng phần lớn bằng chứng địa chất đã được giải thích cho thấy rằng phần phía nam ít sâu hơn phía bắc”.

Các nhà nghiên cứu tin rằng lý thuyết mới về lõi của Sao Diêm Vương có thể làm sáng tỏ hơn về cách hành tinh lùn bí ẩn hình thành. Nguồn gốc của Sao Diêm Vương vẫn còn là một bí ẩn vì nó nằm ở rìa hệ mặt trời và chỉ được nghiên cứu chặt chẽ bởi sứ mệnh Chân trời mới.

“Sao Diêm Vương là một xứ sở thần tiên rộng lớn với địa chất độc đáo và hấp dẫn, vì vậy những giả thuyết sáng tạo hơn để giải thích rằng địa chất luôn hữu ích”, Singer nói. “Điều giúp phân biệt giữa các giả thuyết khác nhau là có thêm thông tin về những gì bên dưới bề mặt Sao Diêm Vương. Chúng ta chỉ có thể đạt được điều này bằng cách gửi một tàu vũ trụ vào quỹ đạo của Sao Diêm Vương, có lẽ sử dụng một radar có thể nhìn xuyên qua lớp băng.”