惊人！小行星撞击或致太阳系最大卫星轴偏移

根据一项新的研究，木星的卫星木卫三可能其轴线发生了偏移，在大约 40 亿年前一颗巨大的小行星撞击它时。

木卫三，太阳系中最大的卫星，甚至比水星和矮行星冥王星还要大。过去的研究已经发现证据表明，在其厚厚的冰层之下存在着一个含盐的海洋，比地球的海洋深 10 倍。

但是关于这颗卫星仍有许多问题，科学家需要更多其表面的高分辨率图像来解开围绕木卫三历史和演化的谜团。

深深的沟槽覆盖了木卫三表面的大片区域，它们在一个点周围形成了同心圆的图案，这致使一些天文学家认为这颗卫星在过去经历了一次重大撞击事件。

“木星的卫星木卫一、木卫二、木卫三和木卫四都有有趣的个体特征，但引起我注意的是木卫三上的这些沟槽，”日本神户大学行星学助理教授平田直之（Naoyuki Hirata）在一份声明中说。“我们知道这一特征是约 40 亿年前由一颗小行星撞击形成的，但我们不确定这次撞击的规模有多大以及它对这颗卫星产生了何种影响。”

平田是周二发表于《科学报告》杂志的一项新研究的作者，该研究探索了造就木卫三沟槽系统的原因以及撞击的后果——目前正在前往研究木星及其卫星途中的欧洲航天局的“果汁”号航天器可能会对其进行更深入的探究。

这颗卫星的表面形成了鲜明的对比，明亮的山脊区域与穿过较暗区域的沟槽并存。

平田更仔细地观察了木卫三上的沟槽系统，他说，这些沟槽从卫星表面的一个点延伸出来，就像石头击中汽车挡风玻璃时形成的同心裂缝一样。

平田注意到，这条沟的中心点位于月球的自转轴上

先前的研究表明，在冥王星的早期历史中，有一个大型行星体与之相撞，重新排列了这颗矮行星上冰的分布，进而导致其表面形成了一个独特的“心脏”。平田说，他认为在木卫三上也发生了类似的情况，木卫三有冰层和地下海洋。

行星上质量分布方式的突然变化会改变其轴的位置，或者说行星体围绕其旋转的假想线。当一颗大型小行星撞击行星时，会造成重力异常，改变行星的旋转方式。因此，平田计算了究竟是何种撞击可能造就了木卫三目前的方向。

他的方程式表明，一颗约 186 英里（300 公里）宽的小行星最初造就了一个直径约在 870 至 994 英里（1400 至 1600 公里）之间的陨石坑

这颗小行星的大小是 6600 万年前撞击现今墨西哥奇克苏鲁布尤卡坦半岛并导致地球上恐龙灭绝的那颗小行星的 20 倍。

“果汁”任务的近距离调查

据研究，在木卫三上留下的陨石坑大小为月球的 25%。

平田表示，目前尚不清楚木卫三的自转轴移动了多少。

但“果汁”任务（即木星冰卫星探测器）未来所收集的数据或许能让人们更清晰地知晓木卫三的历史以及此次撞击事件。

该航天器于 2023 年 4 月发射，于 8 月 21 日完成了对地球和月球的历史性飞越，预计在 2031 年抵达木星及其卫星。

亚利桑那大学月球与行星实验室的博士后研究员阿德恩·丹顿（Adeene Denton）称，如果没有“果汁”任务可能提供的更多数据，研究人员很难知晓木卫三上的沟槽是否由古代撞击所致。她未参与平田的研究。

“这篇论文提出了一个有趣的前提，对于冰冷卫星和海洋世界的演化，有诸多值得思考之处，”丹顿说，她与人合著了一项四月份的研究，涵盖了对冥王星及其大型盆地（称为斯普特尼克平原）的影响，该盆地构成了天文学家所观测到的心脏特征的左叶。

“值得注意的是，在考虑行星体上古老、退化的地质特征以及它们如何影响行星方向时，存在一些合理的怀疑，”她说。“对于这些巨大、古老的特征，我们掌握的信息太少，很难确定这个特征是一个盆地，以及是否存在潜在的质量异常。幸运的是，与冥王星和（斯普特尼克平原）不同，我们很快就会回到木卫三，可以获得解决这个问题所需的额外信息。”

研究人员认为，木卫三的内部可能像一个俱乐部三明治，由交替的冰层和海洋层堆叠而成。平田说，了解撞击如何改变这颗卫星可能会揭示其迷人的内部结构。

“我想了解木卫三和其他木星卫星的起源和演化，”他说。“巨大的撞击必然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根本还未被研究。我相信接下来可以进行应用冰卫星内部演化的进一步研究。”