太阳系最大撞击结构被发现,直径7800公里,在这颗卫星上

在太阳系内,有无数的天体在运行。它们全都有着自己的轨道,但是有些天体会到处乱窜,宇宙中的“车祸”也就在所难免。
太阳系的主要行星都经历过严重的撞击,比如地球,就在6600万年前被一颗直径10公里的小行星撞击,导致了恐龙的灭绝。1994年,苏梅克-列维9号彗星撞上了木星,也让我们亲眼目睹了恐怖的宇宙灾难。不过,由于地球表面有板块运动和风化作用,所以很多撞击坑都逐渐被抹平;木星是气体巨星,浓厚大气层和剧烈的风暴可以很快填满撞击区域,导致撞击坑也消失不见。
太阳系曾经经历过的那些最恐怖的撞击,可能都逐渐消失了。不过,科学家最近发现了迄今为止残留下来最巨大的撞击结构,同样来自于一次恐怖的撞击。这个被撞击的主角,不是地球或者木星这样的行星,而是一颗卫星——木卫三。
木卫三是太阳系最大的卫星,直径达到了5262公里。除了体积巨大之外,木卫三还有很多特殊之处,也是太阳系唯一拥有磁场的卫星,并且很有可能是太阳系中含有液态水最多的天体,储水量远远超过地球。如今,它的档案中很可能又要增加一条新的“过人之处”——太阳系最大撞击结构。
实际上,木卫三的地表结构很早以前就被人们所注意了。在木卫三的表面,有很多边缘尖锐凸起的沟壑,科学家们一直认为它们是很早以前形成的,当时的木卫三表面还比较脆弱,地表也比较薄,于是在陨石的撞击下就变成这样了。
不过,来自神户大学研究生院的行星学家Naoyuki Hirata领导的团队在对木卫三进行重新的研究和分析后,给出了不同的看法。他基本同意木卫三遭受过撞击的说法,但是细节却有所不同。
为了能够更好地了解这些地形产生的原因,Hirata等人参考了很多以往的数据。这些数据来源既包括1979年时旅行者号探测器在木星周围获得的图像资料,也包括1995年-2003年期间绕木星对它和它的卫星进行观测的伽利略号探测器,通过对这些数据的整理,他们有了新的发现。
这些图像资料都告诉我们,木卫三的地质经历过非常复杂的历史变迁。根据结构、特征的不同,它的地表可以分为暗区(Dark Terrain)和亮区(Bright Terrain)。其中,亮区的地表颜色相对较浅,陨石坑也非常少。这意味着它比暗区要更加年轻,就像地球的地表运动一样,抹平了陨石坑。
(图片说明:木卫三地表结构示意图)
而它的暗区则是伤痕累累,陨石坑星罗棋布,甚至有些陨石撞击的伤痕还没有“痊愈”,又被陨石撞击,形成了“套坑”。
研究团队给这些陨石坑进行了统计,分别标记,然后绘制在他们的木卫三表面示意图上。就在进行这项工作的时候,他们意外发现:几乎所有的撞击结构,都不是以杂乱无序的方式排列的,而是似乎都源自于同一个中心点。也就是说,这些撞击结构,很可能有同一个来源!
他们进一步测量,发现这些坑谷的跨度可以达到7800公里,在中心点周围形成了巨大的同心圆环构造,非常惊人。要知道,木卫三的周长也才只有大约16500公里!毫不夸张地说,这个撞击结构尺度覆盖了木卫三很大一部分的表面,波及范围极广,极有可能是迄今为止人类发现的太阳系最巨大撞击结构。
(图片说明:研究小组模拟的撞击过程动画)
接下来,他们的工作就是解释一下:如此惊人的撞击结构到底是怎么形成的?
研究小组进行了各种情况下的模拟,最终认为:这次撞击大约发生于40亿年前,也就是太阳系的后期重轰炸期。这段时期,太阳系的很多天体都刚刚形成,整个太阳系也并不稳定。由于木星和土星轨道的变化,导致太阳系内小天体乱窜,引发一系列恐怖的撞击事件,月球也很有可能是这个时期撞击形成的。
由于木星引力强大,很多小天体也被迫撞击木星系。就在这个时候,年轻的木卫三不幸成为了挡箭牌,承受了一颗直径达150公里的小行星的撞击。这颗小行星的直径,是毁灭恐龙的那颗小行星的15倍,十分巨大。而且,它的撞击速度高达每秒20公里,巨大的动量带来了毁灭性的破坏力,于是给木卫三留下了这个恐怖的伤痕。
这个推测还是比较合理的,因为木星的另一颗卫星——木卫四也在同一时期遭受过严重的撞击,形成了巨大的瓦尔哈拉撞击坑。这个撞击坑被认为形成于20-40亿年前,直径达到了3800公里,是目前确认的太阳系最大撞击结构。如果木卫三的这个撞击结构被认可,那么它就要退居第二了。除了它们之外,另一个最巨大的撞击结构就是直径3300公里的火星乌托邦平原,也就是我国天问一号火星车可能降落的位置。
就像我们刚才说的,木卫三的这个撞击结构,目前还只是可能成为迄今为止人类发现最大的一个。它的真正身份,还有待确认。现在,NASA的朱诺号探测器正在绕木星进行探索,如果它在完成主要目标的同时还有时间回望一眼木卫三,或许会对这项研究有所帮助。
(图片说明:朱诺号在2019年12月26日对木卫三北极进行的红外波段拍摄)
即使朱诺号不观察木卫三,我们也还有另一个探测器可以依赖,那就是欧洲航天局的木星冰卫星探测器(Jupiter Icy Moon Explorer,JUICE)。根据计划,它将会在2022年发射升空,其主要任务就是对木星的卫星进行探索,木卫三自然是它要重点研究的对象之一,它更有希望揭示木卫三的秘密。
可以肯定,40亿年前的后期重轰炸期对于太阳系形成今天的结构有着至关重要的作用,但留在地球等行星表面的证据已经逐渐被销毁。如果木卫三和木卫四都保留了仅有的证据,那么对于我们了解这个时期有着重要的意义。随着这些秘密逐渐被破解,我们也将揭开那段时期的神秘面纱,见证太阳系最残暴、最黑暗、最混乱的年代。
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