美国宇航局在冥王星的卫星卡戎表面检测到二氧化碳

在我们太阳系的外围，距离太阳 57 亿公里的地方，坐落着一颗矮行星冥王星。它比澳大利亚小，是一个由山脉、冰川和火山口组成的冰冷世界，平均温度为 –232°C。

五颗卫星围绕冥王星运行——冥河、尼克斯、Kerberos、九头蛇和卡戎。其中，卡戎是最大的。与大多数其他行星系统不同，它与母体存在于一个“双星系统”中，这意味着它们都在两者之间的太空中围绕一个点运行。

冥王星及其卫星仍然有许多谜团。但在最新研究发布时间自然通讯今天，由天文学家 Silvia Protopapa 领导的团队来自西南研究院在美国宣布他们在 Charon 的表面发现了二氧化碳和过氧化氢。

这些发现基于美国宇航局詹姆斯韦伯太空望远镜的数据，为我们最喜欢的非行星/行星系统是如何形成提供了重要线索。

什么是卡戎？

科学家1978 年首次发现 Charon当他们研究冥王星的轨道时。

卡戎有点像冥王星较小的双胞胎。它只有 1,200 多公里宽——大约是冥王星大小的一半，这使它成为相对于太阳系中母体已知最大的卫星。

与我们的月球相比，冥王星本身已经很小了，冥王星的大小约为地球卫星的三分之二，质量约为地球卫星的六分之一。卡戎的质量大约是冥王星质量的十分之一。

卡戎和冥王星有一个不寻常的轨道。当卡戎围绕冥王星旋转时，冥王星也围绕一个中心点旋转。它们的行为几乎就像一颗双矮行星。这与月亮而地球，月球绕着我们走，我们并没有真正改变我们的位置。

这就是为什么冥王星不再被认为是行星，而是现在被贴上矮行星标签的原因之一。它与卡戎的轨道意味着冥王星还没有清除它的轨道，或者已经成为引力 Boss。这是冥王星在行星检查表中没有达到的标准。

卡戎的组成

2015 年NASA 的新视野号成为从地球出发经过 9 年旅程后，第一艘近距离探索冥王星及其卫星的航天器。它表明卡戎是由多种化学物质组成的。

这是一个非常寒冷的月亮，富含水冰。但它也含有氨和各种碳基化合物。卡戎还被认为拥有冰火山——像地球上的火山那样喷发冰而不是岩浆的区域。

卡戎的成分与冥王星和海王星以外的其他天体不同，后者以氮和甲烷冰为主。

对 Charon 上二氧化碳和过氧化氢的新检测可以为了解各种过程如何在这些跨海王星天体上相互作用提供有价值的见解。

二氧化碳始终是需要理解的关键分子——它告诉我们很多关于物体的历史。

就卡戎而言，据信二氧化碳来自冰冷的表面下方，并通过小行星和其他物体撞击月球并产生陨石坑暴露出来，露出新鲜的地下表面。

詹姆斯·韦伯太空望远镜再次做到了

由于开创性的詹姆斯韦伯太空望远镜的观测，科学家们能够在卡戎上检测到二氧化碳。这款太空望远镜于 2021 年发射，有一个六米半宽的大镜子，使其非常强大和灵敏。

它可以在红外线中“看到”——我们的眼睛和地球上的大多数望远镜都无法检测到的光的颜色。红外线是一种关键类型的光，用于查找其他物体（从行星到恒星、星系等）上存在的各种分子。

为了找到这些化合物，望远镜使用了一种称为光谱的技术。光的颜色被分解成单独的颜色，就像将白光分解成彩虹一样。每个元素或分子都有自己的颜色特征，就像指纹一样。

对 Charon 的这些新观测显示了二氧化碳和过氧化氢以及其他以前已知的水冰的特征。

古老之谜的重要线索

卡戎的形成是一个科学之谜。主要理论之一是它的形成方式与我们的月球相似。根据这一理论，大约 45 亿年前，柯伊伯带（冥王星和卡戎居住的区域）的一个大型天体与冥王星相撞，其中一部分脱落并形成卡戎。

也可能是冥王星和卡戎是两个相撞的天体，然后卡在彼此的轨道上。

了解 Charon 的成分有助于促进我们对它是如何形成的理解。从这个意义上说，二氧化碳和过氧化氢的发现代表了向前迈出的重要一步。重要的是，这不仅可以提供有关卡戎的线索，还可以提供有关冥王星附近其他天体的线索。

对卡戎的更多了解将有助于我们了解太阳系的这个遥远部分——以及那里的奇异世界。

布拉德·塔克， 天体物理学家/宇宙学家，澳大利亚国立大学

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