研究团队模拟16赛克北极巨型撞击盆地,或为判断其是否为行星核心残余提供线索

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国际研究团队近日在《地球物理研究杂志:行星》发表成果称,他们通过三维计算机模拟研究金属小行星16赛克(16 Psyche)北极附近的大型撞击盆地形成过程,试图借此约束这颗小行星的内部结构特征,并为判断其是否为未能形成完整行星的原行星金属核心残余提供线索。

16赛克位于太阳系主小行星带,体量约相当于美国马萨诸塞州。行星科学界长期关注其成因,原因在于它并非典型岩质小行星,而被认为可能与行星胚体的金属核心有关。

研究团队表示,由于地面望远镜可提供的图像数据有限,而美国国家航空航天局(NASA)“赛克号”(Psyche)探测器已于2023年10月发射、预计2029年8月抵达目标天体,因此研究人员采用三维数值模型对北极附近撞击进行模拟,以评估撞击对16赛克内部特征的影响,尤其是金属在小行星内部的分布情况。

在建模过程中,研究人员将16赛克的外形特征纳入考虑,称其整体形状类似“土豆”,且北极附近存在大型撞击盆地。团队同时设置了不同的内部结构方案,包括由单一材料构成的均质模型,以及具有铁核与外层火山岩的分层结构。此外,模型还引入了内部孔隙率(即空隙空间)这一参数,并重点考察其对陨坑形态的影响,尤其是陨坑深径比(陨坑深度与宽度之比)。

论文第一作者、亚利桑那大学月球与行星实验室博士生Namya Baijal在研究中表示,模拟结果显示孔隙率在陨坑形成过程中具有重要作用,并可能显著改变撞击过程与陨坑形态。研究团队指出,孔隙率往往因难以纳入模型而被忽视,但本次模拟提示其影响不容忽略。

研究人员还提出,16赛克的内部结构差异可能会反映在陨坑形态上。例如,若撞击目标区域内部更为坚固,可能会保留更多撞击体残留物;若内部较弱,则保留较少。团队据此提出了关于16赛克内部结构的若干假设,并表示相关判断将在“赛克号”抵达后接受检验。

NASA“赛克号”任务的主要目标之一,是确定16赛克是否确为行星胚体金属核心的残余。研究人员指出,这一任务被寄望于帮助理解行星形成过程,并将提供对行星体内部的直接探测机会。作为对比,地球表面至地心距离约为6300公里(4000英里),而人类迄今最深钻探仅12.26公里(7.6英里),约占该距离的0.2%。

研究团队认为,对16赛克及其起源的进一步认识,将有助于完善太阳系早期行星形成与演化的相关研究,并可为系外行星研究提供参考。


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