天文学
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最后更新:2015年12月20日

卡戎与冥王星:形影不离的双子星

卡戎
2015年,美国国家航空航天局(NASA)的"新视野号"探测器以高分辨率拍摄了卡戎(冥卫一)。"新视野号"于2015年7月14日距离卡戎最近。这张图像由该探测器搭载的MVIC(多光谱视觉成像)相机拍摄的蓝光、红光和红外图像合成。经过色彩处理,卡戎表面特征的差异更加突出。卡戎的色调不如冥王星丰富。最引人注目的特征是极地区域(图像顶部的红色区域),非正式名称为"魔多暗斑"。这张图像可分辨小至1.8英里(约2.9公里)的细节。图片来源:NASA / 约翰·霍普金斯大学应用物理实验室 / 西南研究院

卡戎,冥王星最大的卫星

卡戎呈现出几个惊人且独特的特征。

尺寸与质量

卡戎的直径约为1212公里,略超过冥王星直径的一半。它是太阳系中相对于其行星体积最大的卫星之一。卡戎的质量约为1.586×10^21千克,大约是冥王星质量的12%。

组成与表面

卡戎的表面主要由水冰构成,并含有微量的氨水冰和可能的甲烷冰。其成分与冥王星不同,后者包含更多挥发性冰体,如氮冰、甲烷冰和一氧化碳冰。卡戎的地貌特征包括深邃的峡谷、山脉、平原和陨石坑。其中最引人注目的地貌是"宁静峡谷",长约1000公里,深度可达9公里。卡戎的北极区域有一片被称为"魔多暗斑"的红色区域,这种颜色很可能源于托林——甲烷冰经辐射形成的复杂有机化合物。

地质学

有迹象表明,卡戎可能曾存在冰火山活动。冰火山会喷发水、氨或甲烷等挥发性物质,这些物质在寒冷的太空环境中会迅速冻结。卡戎显示出构造活动的迹象,其地壳上的断层和裂谷表明内部力量曾导致其表面破裂。这可能是其冰冻地下海洋收缩,或内部冷却收缩的结果。

与冥王星的互动

冥王星与卡戎处于同步自转状态,即两者始终以同一面相对。卡戎绕冥王星公转周期为6.387个地球日,这也等同于其自转周期。由于卡戎相对于冥王星体积较大,冥王星-卡戎系统的质心位于冥王星外部,这使得该双星系统在太阳系中独具特色。

起源与演变

冥王星很可能与柯伊伯带中的另一个天体发生巨大撞击,从而形成了卡戎。这次碰撞产生的碎片逐渐聚集,最终形成了卡戎。卡戎可能曾拥有一个由放射性元素衰变产生的热量维持的液态水地下海洋。随着时间的推移,这片海洋逐渐冻结,形成了该卫星当前的地质特征。

大气层

与冥王星不同,卡戎没有明显的大气层。任何最初形成的大气层很可能都过于稀薄,无法在卡戎极端寒冷且低重力的环境中持续存在。

总之,卡戎因其相对较大的体积、复杂的地质构造以及与冥王星的动态相互作用而成为一颗非凡的卫星。2015年美国国家航空航天局(NASA)的"新视野"号探测器所取得的发现极大地丰富了我们对这颗卫星及其独特特征的认识。

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