比杀死恐龙的太空岩石大10倍的小行星将木星最大的卫星撞离了它的轴

新的模拟显示，木星的巨大卫星木卫三在大约 40 亿年前被一颗大约 90 英里宽的小行星撞击时脱离了轴。这次巨大的碰撞可能是太阳系有史以来最大的小行星撞击之一。

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大约 40 亿年前，一颗比灭绝恐龙的太空岩石大至少 10 倍的巨大小行星撞击了木星巨大的冰卫星木卫三。新的模拟显示，这场灾难性的碰撞是如此具有破坏性，以至于形成了太阳系中最大的撞击坑，并将这颗超大卫星撞离了轴。

木卫三是距离木星第三近的主要卫星，大约每 7 天绕这颗气态巨行星运行一次。据美国宇航局称，它的直径为 3,270 英里（5,260 公里），是太阳系众多卫星中质量最大的，比水星还要大。就像地球的月球一样，木卫三被潮汐锁定，这意味着木卫三的同一面始终面向木星旋转、风暴覆盖的表面。研究人员认为，月球冰冷的表面之下隐藏着大约 60 英里（100 公里）深的海洋。

20 世纪 80 年代，研究人员发现月球表面的大部分区域覆盖着由窄沟或沟渠组成的同心环，围绕着木卫三远侧（背向木星的一侧）看起来像大型撞击坑的遗迹。随后访问的航天器（例如美国宇航局的“新地平线”号探测器）拍摄的照片显示，月球表面伤痕累累，很可能是太阳系形成后约 6 亿年后发生的大规模小行星碰撞造成的。

在 9 月 3 日发表在《科学报告》杂志上的这项新研究中，日本神户大学的天文学家兼行星科学家 Naoyuki Hirata 研究员使用以下方法重建了木卫三古代小行星的撞击基于月球皱纹的计算机模拟。这使得平田第一次能够精确计算出撞击木卫三的岩石的大小。模拟还显示了撞击可能如何使月球偏离其原始轴线。

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平田估计最初的撞击坑宽达 1,000 英里（1,600 公里），比地球上最大的撞击结构——南非的Vredefort 撞击坑宽 10 倍。这意味着木卫三的陨石坑是太阳系历史上已知最大的撞击坑。然而，它并没有保持这个大小很长时间，因为事件产生的碎片很快落回月球表面并填满了大部分洞，平田写道。

根据陨石坑的大小，平田估计诞生它的小行星大约有 93 英里（150 公里宽），或者大约与特拉华州一样长。这将使它比希克苏鲁伯流星大 10 到 15 倍，希克苏鲁伯流星在大约 6600 万年前撞击了现在的墨西哥，并消灭了地球上多达 80％ 的动物物种，包括所有非鸟类恐龙。

一些媒体援引神户大学的新闻稿报道称，这颗小行星比希克苏鲁伯流星大20倍。然而，这与新研究中分享的数字并不相符。

模拟还揭示了撞击如何使木卫三的潮汐轴偏离其旋转轴，使其相对于木星倾斜。大约 45 亿年前，当一颗名为忒伊亚的火星大小的原行星撞击我们的星球并创造了月球时，地球的极轴也以类似的方式倾斜。这就是为什么我们一年四季都有不同的季节。

有趣的是，模拟显示，无论小行星撞击木卫三表面的哪个位置，由于碰撞喷射到太空的碎片的引力效应，撞击坑总是会出现在月球远离木星的同一位置。

新的发现有助于填补木卫三历史上重要篇章的细节。然而，他们也提出了新的问题，即这种影响如何改变木星卫星及其内部的演化——尤其是它所谓的地下海洋。

平田在一份声明中表示：“这次巨大的撞击肯定对木卫三的早期演化产生了重大影响，但撞击对木卫三内部的热和结构影响尚未得到研究。”你>。他补充说，需要进一步研究来解决这个问题。

平田的问题可能会在 2034 年得到答案，届时欧洲航天局的木星冰卫星探测器 (JUICE) 将近距离飞越木卫三。这艘最先进的探测器于 2023 年 4 月发射，并于 8 月 21 日完成了围绕地月系统进行的三次弹弓机动中的第一次。该航天器将于2031年抵达木星。