Splat or subsurface ocean? The mysterious positioning of Pluto’s heart
56:41 Share

<raw_text>0 本周的行星广播节目中，我们将探究冥王星上的“心形”。我是行星协会的萨拉·阿尔-艾哈迈德，我们将继续探索我们太阳系及更远地方的人类探险历程。自美国宇航局的新视野号宇宙飞船飞越冥王星以来，已经过去了近十年，而其数据仍在不断产生新的研究成果。本周，我们将探索史普尼克平原的起源，它是冥王星上心形撞击特征的西侧裂片。

这或许能够告诉我们这颗矮行星是否真的存在地下海洋。亚利桑那大学的阿迪恩·登顿将加入我们，讨论她和她在瑞士伯尔尼大学的同事们为理解倾斜撞击（他们称之为“溅射”）所做的工作。然后，我们的首席科学家布鲁斯·贝茨将与我一起，在“最新消息”环节中总结我们太阳系中最重大的撞击事件。

如果您喜欢行星广播节目，并希望随时了解最新的太空发现，请务必点击您最喜爱的播客平台上的订阅按钮。通过订阅，您将不会错过任何一期节目，这些节目将充满探索宇宙及其中的我们位置的全新且令人惊叹的方式。2015年7月14日，美国宇航局的新视野号宇宙飞船飞越冥王星。这是我们第一次访问这颗星球及其卫星，也是我们第一次探索柯伊伯带天体的任务。

我们在那里发现了令人惊奇的东西。冥王星是一个拥有多样化地质和五个卫星的复杂世界，其中最大的卫星是卡戎（发音因人而异）。冥王星有冰川、裂缝、稀薄的云层和一个美丽的充满氮冰的心形特征。

汤博区，也就是冥王星所谓的“心形”，似乎是大型碰撞的残余物。但这令人费解。是什么创造了这个特征？为什么它位于这颗星球的赤道附近？这能告诉我们关于其内部结构的什么信息？物理定律告诉我们，我们应该预期这样的特征会迁移到这颗星球的其中一个极点。它位于赤道附近的事实，导致许多人推测冥王星可能存在地下海洋，正是这稳定了这颗星球，并使“心形”能够保持在赤道附近。

但也有其他解释。为了探索冥王星上的“心形”及其能告诉我们关于这颗星球的信息，我们邀请到了亚利桑那大学月球与行星实验室的研究科学家阿迪恩·登顿博士。

她是一位地质学家和行星科学家，研究并模拟我们太阳系中的巨大撞击。她和她在瑞士伯尔尼大学的同事们在今年早些时候的《自然·天文学》杂志上发表了一篇论文。论文名为《史普尼克平原作为撞击残余物，表明古代岩石幔层存在于无海洋的冥王星上》。正如标题所示，她的团队正在研究一种替代方案，即冥王星表面下方不存在液态海洋，

他们模拟了冥王星上以极端角度（他们称之为“溅射”）发生的撞击是否可以解释这一现象。你好，阿迪恩。感谢你加入我们。嗨，感谢邀请我。在我主持行星广播节目的所有时间里，我还没有机会深入讨论冥王星，所以我对此非常期待。很高兴能谈论冥王星。

你是一位地质学家和行星科学家，但你主要关注的是巨大撞击。你是如何进入这个领域的？嗯，你知道，任何人都一样，你从做其他事情开始，然后你发现你可以把行星炸掉作为工作，然后你就开始做这个了。

当然是在虚拟环境中，我们这里没有死星，是的，他们不允许我拥有死星，那会很糟糕，这是不道德的，不，我最初是在本科阶段学习地质学，然后通过在休斯顿的月球与行星研究所实习进入行星科学领域，在那里我可以进入亚利桑那州的陨石坑

并研究陨石坑的构造地质学及其形成方式。这让我很早就开始研究撞击坑。我认为这是有史以来最酷的事情，因为这是一个从水星到冥王星都普遍存在的地球物理过程，对吧？在试图理解行星历史方面，它是一种伟大的均衡器。所以我最终获得了地质学博士学位

研究冥王星，研究其最大的撞击盆地，即史普尼克平原。从那时起，我一直探索巨大的撞击如何向我们展示冰体和海洋世界表面下方情况的信号，这些冰体和海洋世界遍布整个太阳系。

为了定义术语，因为我知道很多人熟悉冥王星上的这个特征，但很多人只是称之为“心形”。史普尼克平原和汤博区是什么，这两个东西是如何联系在一起的？这实际上取决于你问谁，因为并非每个人都能很好地区分冥王星上所有相互交织的不同区域。

我研究的是一个撞击盆地，技术上称为史普尼克盆地，因为史普尼克平原严格来说只是你在图像中观察到的冥王星“心形”的明亮沉积物。它是真正明亮的高反照率特征，那是氮冰。那是盆地的内部。这被称为史普尼克平原，但它位于一个更大的盆地内，这个盆地被称为史普尼克平原或史普尼克盆地，这取决于你问谁。

但很多人喜欢混淆这两个概念。如果你观看我的演讲，我可能把盆地称为史普尼克平原，这在技术上是不正确的，但这是冥王星，没关系。没关系。而且

汤博区是一个更大的区域，它不仅包括史普尼克平原（即“心形”的左侧），还包括其右侧形成“心形”东侧裂片的更为分散的地形。因此，汤博区是最大的。然后，如果我们放大到史普尼克平原和史普尼克盆地，然后我们可以再次放大到史普尼克平原，即填充该盆地的明亮沉积物。

希望家里的每个人都有新视野号拍摄的照片，以便他们可以跟随讲解，因为它是一个如此美丽和多样化的区域。对我来说，这就是如此强烈的原因，因为我们很多人都在期待新视野号拍摄的冥王星图像。那是在2015年，将近十年前的事了。但是当我们真正收到那些图像时……

我下巴都惊掉了。我真没想到它会是一个如此复杂的世界，而且距离如此遥远。你第一次看到这些图像是什么感觉？

我认为没有人预料到它会如此复杂。那实际上是我在月球与行星研究所实习的夏天，当时我们正在收到这些图片，而新视野号团队的主要成员恰好在那里工作。因此，我们能够看到所有这些图像的回传，我被迷住了。我根本不知道如此遥远的地方会有如此活跃的地质活动。

我认为这些图片是有史以来拍摄的最美丽的图片之一。但我期待未来的宇宙飞船任务能够拍摄更多令人难以置信的图像。哦，我希望如此。我希望在我们有生之年能看到另一个前往冥王星的任务。我的意思是，我可能会先去天王星和海王星，因为自从我出生前我们就没去过了。但我的意思是，来吧，多么有趣的世界啊，以及它所有的卫星以及它们如何相互作用。比我曾经想象的要复杂得多。是的。

今天我们讨论的是冥王星上巨大撞击的复杂性，但这并不是亚利桑那大学的团队第一次与伯尔尼大学在类似主题上进行合作。你们的两个团队是如何走到一起工作的？这个项目源于长期以来的合作……所以当时这项研究发表时，我还在亚利桑那大学做博士后。

我的导师埃里克·阿斯帕赫博士与伯尔尼大学的马丁·尤迪兹博士长期合作。我们三人以及马丁·尤迪兹的博士生哈里（论文的第一作者）一起合作研究了这个想法。

它确实源于马丁和埃里克自2011年以来一直在做的工作。他们进行了令人难以置信的长期合作，基本上是采用关于行星尺度撞击的一种奇怪的想法，看看现实生活中会发生什么。你可能谈论的是2011年的论文，那可能是月球远端溅射论文。是的。撞击术语“溅射”就是从那里起源的，因为

这篇论文背后的想法是，我们的月球，地球的月球，具有令人难以置信的近侧-远侧二分法，虽然大多数人可能不知道，但月球的远侧在许多方面看起来与近侧完全不同。他们建议，好吧，还有很多其他的想法，

月球可以通过内部过程形成这种奇怪的半球不对称性。但如果这是一个外部过程呢？如果你有另一个月球，一个伴星月球，撞击月球并溅射到月球上，那么月球就会吸积它的伴星月球，然后砰的一声，你就形成了一个不对称的月球。太容易了。

这很有道理。老实说，就像我第一次看到月球远侧的图片一样，我今天也同样感到困惑。我不知道我们需要做什么才能真正解决这个问题，即月球的形成以及远侧和近侧之间的这种奇怪现象。但这是一个很好的起点。然后我们将这种“溅射”的概念扩展到冥王星。显然，冥王星上的这个“心形”

是某种撞击的结果。你认为“心形”最令人费解的特征是什么？很多方面。所以在本次演讲中，我将一直使用“史普尼克平原”这个词，但听众们只需参考我给出的解释，并继续了解我指的是撞击盆地。

我们认为它是一个撞击盆地的原因是，新视野号的数据表明它是一个地面上的大洞，对吧？填充冥王星“心形”的明亮白色物质是氮冰，它填充了这个更大盆地的内部。它可能是一个撞击坑的原因是，很难用其他方式制造一个如此大的洞。所以……

事实上，有什么东西撞击了冥王星。当然，另一种可能性是，如果你用足够的氮冰覆盖表面，你基本上可以导致冥王星的冰壳在负载下弯曲，有点像弯曲，并以这种方式形成一个盆地，类似于南极洲的冰盖如何人为地压低地形。但根据我们认为氮冰的实际厚度，它不足以做到这一点。

所以可能是一次巨大的撞击。最不寻常的事情之一是，我们真的不知道它有多老，因为我们不知道冥王星表面的年龄是多少，对吧？我们知道月球年龄的原因是，我们派人去了月球，他们采集了一些岩石，然后带回来，然后我们在实验室里对它们进行测年，并可以继续从它们那里学习。

在冥王星上并不容易，因为我们没有任何关于地表年龄的基准。这一切都是相对的。我们所知道的是，史普尼克平原这个撞击盆地是冥王星表面上第二古老的特征，这意味着……

这次撞击可能发生在非常非常早的时候。从那时起，可能在数十亿年的时间里，一定发生了无数的事情，导致它从形成时的样子变成我们今天看到的样子。因此，这个盆地的存在表明了地质时间的流逝，但我们错过了很多东西。

这让我想到一个可能完全偏离主题的问题，但如果这是第二古老的特征，那么冥王星上最古老的特征是什么？这是一个没有人谈论的特征，因为我们没有很好的图片。这是因为新视野号任务特别将史普尼克平原作为他们最想拍摄的区域。所以我们有非常好的图片，但是当谈到冥王星表面的其他一些区域时，它看起来更像是你意外解锁手机并且它在你的口袋里的那种图片。

不幸的是，冥王星的其他大部分地区都是这样。但据我们所知，冥王星似乎拥有一个大型的南北向山脊槽系统，这在图像数据的，我们姑且称之为“不太好”的部分中已被观测到。

这是最古老的特征。冥王星表面的其他一切似乎都覆盖了它，包括史普尼克平原，它基本上直接撞击到那个山脊槽系统上，覆盖它并形成这个大型盆地。这个山脊槽特征形成于冥王星历史的早期，然后，砰的一声，史普尼克平原在之后某个时候形成，然后我们可以观察到的冥王星其余的地质历史随着时间的推移而积累。

这意味着我们不幸无法用这个“溅射”来解决那个山脊槽系统的奥秘。不，但“溅射”可以解决其他一些问题。冥王星“心形”的另一个相对较差的理解是它的位置，对吧？它的位置相当不寻常。我的意思是，用技术术语来说，

史普尼克平原的中心位于非常非常靠近冥王星-卡戎潮汐轴的位置，用外行的话来说，它非常靠近冥王星的赤道，基本上。它就在冥王星的中心。对于大型撞击盆地来说，这很不寻常。原因有点复杂。基本上，当你形成一个大型撞击盆地时，

你所做的是在地面上制造一个巨大的洞，对吧？所以你实际上是在移除物质来创造一个洞，这意味着在大尺度上，你正在创造一个大的质量负值。那里缺少质量。行星不喜欢在一个区域缺少大量的质量。

它们会倾向于旋转自身，将大型质量负值（如撞击盆地）定位在其中一个极点。这就是为什么我们认为，例如，月球的南极艾特肯盆地，太阳系中最大的撞击盆地之一，也位于极点。同样，小行星灶神星拥有太阳系中相对于其自身大小而言最大的撞击盆地之一。那是瑞亚·西尔维娅，它也位于南极。

但反过来也是正确的。如果一颗行星在一个地方积累了大量的质量，它也不喜欢这种情况，并且会倾向于旋转自身，将该质量放在赤道上。最好的例子是火星上的塔尔西斯，这是一个巨大的火山省，都集中在火星的一侧。火星已经充分旋转自身，将额外的质量置于赤道附近。

那么这就提出了一个问题，好吧，我们在太阳系的其他地方有这些质量负值和质量正值。然后对于冥王星来说，这里有一个我们认为是大型撞击盆地的东西位于赤道上。所以这意味着它以某种方式是一个质量正值而不是质量负值，这是

有几种方法可以做到这一点。我们在月球上的撞击坑中也看到了这种情况，尽管比冥王星上的要小得多。氮冰今天填充盆地可能是造成这种情况的原因之一，因为氮冰的密度比水冰更大，而水冰构成了冥王星大部分冰壳。因此，你正在用今天填充盆地的氮冰放置一个密度更大的负载。

但数学表明，你需要大约27公里的氮冰来填充史普尼克平原，才能真正迫使它旋转到赤道。我们真的认为只有3到10公里左右。所以可能不足以做到这一点，这意味着冥王星表面下方一定存在某种地下成分，它为史普尼克平原撞击盆地增加了额外的质量，迫使它旋转到目前的位置。

我们不知道那额外的质量是什么。

一个被广泛接受的想法（因为它非常有趣）是冥王星有一个地下海洋。所以它拥有我们今天可以在地表观察到的水冰冰壳。然后在其下方，它有一个位于史普尼克平原表面下方的液态水海洋，增加了额外的质量，因为水的密度比冰更大。这真的很棒，因为这意味着冥王星过去可能存在海洋，并且今天可能也存在海洋，对吧？这又意味着……哦，是……

冥王星宜居吗？诸如此类很酷的事情。但这不一定是唯一的选择。这就是这篇论文的意义所在。我们在这里试图做的是拓宽冥王星上可能发生的事情的范围。

这样做的原因有很多，而且非常复杂。但首先是，是的，正如你所说，在冥王星上获得海洋非常困难。并非不可能，只是有点困难，因为冥王星很小，而且距离很远，它也没有绕一颗巨行星运行。因此，它没有像木卫二和土卫二那样获得潮汐加热。它只是独自在那里。好吧，它有卡戎。

但即使卡戎是一个相对较大的质量卫星，它也不同于绕土星运行。让冥王星拥有海洋的方法是在太阳系历史的早期形成它，那时大量的产热同位素（如铝-26）仍然存在，准备衰变，为冥王星提供超过其初始吸积和分异的额外热量，然后在早期形成海洋，然后你也许可以随着时间的推移保留它。

但这对冥王星的形成时间设定了一个相当严格的时间窗口。这并非不可能，但模拟太阳系形成的模型通常认为冥王星和柯伊伯带的形成时间较晚。如果冥王星的形成时间较晚，那么它的形成温度相对较低。然后获得海洋并使其持续存在就困难得多，特别是拥有足够厚的海洋来实际影响冥王星。

史普尼克平原的质量亏损。所以我们在这篇论文中使用的框架是，好吧，假设冥王星的形成时间较晚，假设它的形成温度比我们想象的要低，这对于拥有海洋来说将是一个巨大的打击，但可能稍微更现实一些。你仍然可以得到质量浓度吗？还有其他方法吗？答案是肯定的。不幸的是，我没有太阳系时间机器，所以我无法告诉你冥王星是热形成还是冷形成。

我在电脑上构建冥王星。为此，我必须将冥王星极大地简化为计算机可以处理的东西。然后我必须用某种东西击中它，对吧？之后发生的事情是我们对两件事在大规模碰撞时会发生什么的全部知识的结果。其中有很多事情我们并不完全了解。所以我试图近似一个没有人见过的过程。

正因为如此，我认为我们的模型做得相当不错。但是，谁来检查我呢？你必须观察两颗行星相撞，然后回来告诉我发生了什么。然后我会修复我的模型，并且会非常高兴。所有这些都是为了说，我认为我们作为计算机建模者所做的工作有点像科幻小说，对吧？我给你提供了一个可能存在的宇宙。

我告诉你可能发生在这个世界上的事情。然后我说，真实的冥王星，我们可以看到的那个，可能发生的事情与我编造的行星非常相似。但它们并不相同。我们正在学习更多关于像冥王星这样的东西会发生什么的过程，而不是确定真正发生在冥王星上的事情。所以我喜欢把它看作非常非常硬核的科幻小说，你知道的。

我确实有一个关于这次撞击时间的问题，因为我们显然不知道它发生在多久以前，但我们确实有一些线索，例如冥王星及其最大的卫星卡戎，该系统的质心甚至不在冥王星内部。这就是这两个天体联系有多紧密，质量有多相似，但它们彼此潮汐锁定。我想象一下，如果冥王星在试图解决这个问题时摇摆不定

这次撞击和潜在的地下海洋，这可能会改变卡戎潮汐锁定的时间或这种相互作用的发挥方式。实际上，我应该在几个月后发表一篇论文，讨论最初的冥王星和卡戎形成情景，因为我们也一直在重新审视这个问题。一些非常令人兴奋的事情。我对此非常兴奋。但是是的，正如你所说，冥王星和卡戎

实际上并不是一颗卫星及其卫星，而是双星，一个大型质量双星，因为卡戎非常大，它的大小是冥王星的一半，质量是冥王星的六分之一，该系统的质心位于两者之间，尽管显然更靠近冥王星而不是卡戎。你的问题是，史普尼克平原的形成是否会影响卡戎的潮汐锁定？可能不会，仅仅是因为根据我们一直在做的模拟，所以

让我倒退一下，因为并非每个人都知道我们认为冥王星和卡戎本身，这个双星系统也是由一次巨大的撞击形成的。所以我认为这太棒了。

所以请随意剪掉所有这些。不，这真的很酷。我的意思是，我不知道。就我个人而言，我认为冥王星和卡戎是我们太阳系中最浪漫的情况之一。就像他们在黑暗中翩翩起舞一样。真的。好吧，你会看到的。所以我希望我的论文能发表出来，因为我们将发表一篇论文，我们基本上已经建立了一种新的形式，即当两个大型天体碰撞以捕获一颗卫星时会发生什么，称为“亲吻捕获”，因为冥王星和卡戎是女朋友，但这是另一个讨论。

让我回溯一下。我们认为冥王星和卡戎最初是通过一次巨大的撞击形成的原因，所以这将是一次比形成史普尼克平原的撞击更大的撞击，对吧？它发生两次有点疯狂，但它一定发生了，因为地质学表明如此。我们认为冥王星和卡戎是通过一次巨大的撞击形成的，因为我们认为地球和月球系统是通过一次巨大的撞击形成的，基本上是一颗火星大小的撞击体在早期撞击地球

然后地球-月球系统随着时间的推移而稳定下来。我们认为这是因为地球和月球与冥王星和卡戎相似，因为月球相对于地球来说异常巨大。如果你看看火星及其两个微小的卫星火卫一和火卫二，它们与火星相比就像小土豆。巨行星的卫星的质量不到其质量的1%。但冥王星和卡戎以及地球和月球却大相径庭。地球和月球之间存在着整个同位素推理

可能通过巨大的撞击形成，我不会解释。但这就是人们随后建议的基础，好吧，冥王星和卡戎在很多方面都非常相似，这也很有趣。那也可能是一次巨大的撞击。我现在正在努力回答你的问题。我回来了。因此，根据我们目前最新的模型，卡戎的潮汐锁定很可能发生得非常快。

非常非常快。所以冥王星和卡戎相撞，或者在这种情况下，卡戎可能与冥王星相撞。然后是短暂的混乱时期，持续时间大约几小时，之后卡戎被捕获到冥王星的轨道上，并几乎立即潮汐锁定，就像它甚至还没有到达目前的位置一样。所以卡戎现在距离冥王星大约16个冥王星半径，这听起来很远，但这实际上非常近。

就卫星和行星而言。但卡戎被捕获到距离其宿主冥王星几个冥王星半径的地方，然后潮汐锁定，然后开始向外迁移。所以我认为史普尼克平原撞击的形成实际上不会影响这个过程，因为它发生得非常快。它们会迅速到位。再说一次，

我们不知道最初的冥王星-卡戎撞击（如果发生了的话）和史普尼克平原形成撞击之间有多少时间。但我们知道，足够的时间先形成了那个山脊槽系统，然后

史普尼克平原形成了。所以卡戎在史普尼克平原形成时可能离冥王星足够远，以至于它会说，哇，冥王星上发生了什么？并继续做它自己。

我知道冥王星是一个令人着迷的天体，因为它距离如此遥远，也因为流行文化以及整个争论，冥王星是一颗行星吗？它不是一颗行星吗？这在这里并不重要。重要的是，这个世界如此复杂，地质如此多样化，尽管它位于遥远的地方。它是我们拥有这种近距离数据的少数柯伊伯带天体之一。而我们只有一次飞越，真的。所以这个天体可以告诉我们很多东西，不仅关于

我们的太阳系及其形成，还关于其他系外行星系统以及这些天体在其他系统中的分异。是的，它为我们提供了一个巨大的窗口，让我们可以观察到我们可能永远无法看到的地方。

十分之八最大的柯伊伯带天体都是拥有像冥王星-卡戎系统一样的大质量卫星的天体，它们可能以类似的方式演化。而我们真正了解这些天体的唯一方法是试图了解冥王星。还有很多东西需要学习。

但我们并没有假设史普尼克平原是由直接的迎头碰撞造成的。这些模拟表明，这更像是一次擦边球，一次“溅射”情况。为什么我们认为这是最有可能的情况？

最有可能的解释是这样的。我会说，它可能就是这样发生的，因为我们的模型证明了这一点。当然，它也可能以其他方式发生。所以，首先我要说的是，两个天体以90度角直接相撞的正面碰撞是相当不可能的。太阳系中撞击的平均角度为45度。

为什么？不幸的是，这是基本的几何学原理。如果你讨厌八年级的几何学，我也是，但我几乎每天都要面对它。所以，如果太阳系的平均撞击角是45度，那么撞击的方式就会改变，对吧？因为现在你的速度向量不再完全是垂直的了。它有一个水平分量和一个垂直分量。所以这会改变陨石坑的挖掘方式。

我们认为史普尼克平原是由更倾斜的撞击形成的原因之一，就是看看它。它甚至不是圆形的。大多数撞击坑都是圆形的。而关于撞击物理学的有趣之处在于……

当你撞击足够硬的东西时，你可以稍微改变撞击角度，你仍然会形成一个圆圈，仅仅是因为撞击是如此动态。但是，当撞击角度达到大约30度时，情况就会发生变化。所以，对于正在收听的各位，我假设我正在建立参考系。所以，一个天体直接下降并撞击的正面碰撞将是90度。所以30度……

相当倾斜。我们以相当倾斜的角度进行观察。这就是事情开始变得椭圆形的地方。你可以得到椭圆形的陨石坑。这是我们在太阳系中每个天体上都能看到的东西。只有一小部分陨石坑是椭圆形的，它们非常整洁，但史普尼克平原巨大，而且也是椭圆形的。所以我们认为那里发生了类似的事情，即撞击体（很可能非常大）以一定角度进入，并且

掠过冥王星的表面，然后从那里挖掘出史普尼克平原。我们在这里谈论的是多大尺寸的天体？你知道的，相当大。比如土星的一颗卫星那么大，土星的一颗卫星那么大。我的天哪，这相当大。所以我们有这个天体，它以这种掠过的方式撞击。它相当大。它大到足以发生分异吗？

是的。这就是主要问题。所以之前由我进行的撞击模拟。所以我有点在证明自己错了，这总是非常有趣和令人高兴的。这就像你在参加接力赛，你从别人那里接过接力棒，但你却在给自己击掌。之前的撞击模拟。

假设撞击冥王星的撞击体直径约为400公里，这大约相当于土星的卫星弥玛斯的大小，这已经接近分异的阈值了。但我们假设，啊，它只是一个非常大的雪球，别担心。但是随着撞击角度的变化，我们假设史普尼克平原是通过倾斜撞击形成的，以使其具有椭圆形，

撞击体必须更大才能提供相同数量的挖掘力，基本上是这样，对吧？因为正如我之前所说，你现在不仅仅只有撞击的垂直分量，还有垂直分量和水平分量。所以你失去了一些动量。所以初始撞击体需要更大。所以现在我们有一个超过700公里大的撞击体撞击冥王星。它是分异的。而分异的意思是它有一个岩石核心，然后是

一个水冰壳，因为在太阳系的外围区域，比如柯伊伯带，当我们分异时，金属并不多，所以你不会有带有金属核心的岩石天体，你会有带有岩石核心的冰质天体，这就是我们认为在这种情况下会撞击冥王星的情况。短暂休息后，我们将回到我和迪恩·登顿的采访。

大家好，我是比尔·奈。美国宇航局的预算刚刚出现了15年来最大的下降，这意味着我们需要你们的帮助。

美国国会批准美国宇航局的年度预算，在你们的支持下，我们通过让国会的每一位成员及其工作人员了解强大的太空计划的好处来促进太空任务。我们希望国会知道，太空探索确保了我们国家在劳动力技术、国际关系和空间科学方面的目标。

不幸的是，由于美国宇航局预算的减少，裁员已经开始。重要的任务正在被推迟，有些甚至无限期推迟。这就是你们发挥作用的地方。今天就通过捐款加入我们的太空倡导者行列。现在，当你们捐款时，由于一位慷慨的行星协会成员的捐赠，你们的捐款将最多匹配75,000美元。

在你们的支持下，我们可以确保华盛顿特区的每一位众议员和参议员都明白为什么美国宇航局是美国国家政策的关键组成部分。鉴于美国宇航局面临的挑战，我们需要今天就进行这项投资。因此，请在planetary.org/takeaction上进行捐赠。谢谢。

我认为这就是它变得真正酷的地方，因为在这种情况下，这意味着这个天体的核心部分或全部核心可能就在冥王星的表面之下。这就是为什么我们戴上这种完全古怪的面具，你知道吗？

这很酷。是的，这真的很有趣。基本上，在这种情况下发生的事情是，这个分异的撞击体撞击冥王星，因为它以如此倾斜的撞击角度撞击，撞击体开始破裂，然后撞击体的岩石部分，岩石核心，在很大程度上保持完整，然后嵌入冰壳中，然后沉入其中。

留下这个撞击体的岩石残余物在冥王星内部。但是现在我们有所有这些冰将它埋藏起来，让我们看不到。就像，我们如何弄清楚下面是什么以及它的组成？嗯，冥王星轨道器是这个问题的答案。冥王星轨道器。我很想……冥王星样本返回，让我们行动起来。冥王星样本返回听起来很棒。是的，基本上，质量瘤背后的概念是

这是一个正质量异常，也称为质量瘤。它背后的概念是，如果提供额外质量的东西不在表面，它就被埋藏了。现在，很难说它是一个海洋，还是确实是被埋在冰壳中的岩石残余物。它们都可以提供我们重新定向冥王星所需的组成部分，但两者中的任何一个的迹象都隐藏在冥王星中。

例如，冥王星的重力特征，这是我们不知道的。它还会改变史普尼克平原盆地本身的形态，因为如果你将一大块岩石埋在盆地的一部分下面，而它只在部分下面是因为在倾斜撞击中，你撞击表面并滑动，然后沉积物质。我们知道岩石成分相对于盆地的位置，这会大大改变盆地的地形。

你见过冥王星的照片。你知道史普尼克平原盆地充满了物质，所以我们甚至看不到底部，对吧？我们必须回去获取更好的地形数据、更好的重力数据。而做到这一点的唯一方法就是绕冥王星运行。所以打电话给你的朋友们，倡导冥王星轨道器，因为这是真正解决这个问题的唯一方法。

为了建立对冥王星的这种理解，你必须进行一些计算机建模。这是一个光滑粒子流体动力学模拟或SPLATCH。是的。简单来说，SPLATCH模拟是什么，为什么它非常擅长在这个场景中给我们答案？

当然。所以我们把我们的代码称为Splatch，与我们一直在谈论的splat无关。在这个项目的过程中，我们开始称史普尼克为Splatnik，因为这就是我们正在制作的东西。Splatch代表SPH latch。

latches代码。SPH代表光滑粒子流体动力学，这是一类代码。那里有很多不同的SPH代码。事实上，构建你自己的代码非常容易。所以我鼓励你尝试这样做，如果这是你感兴趣的事情。你可以查找构建你自己的SPH代码的指南。但基本上，一个光滑粒子流体动力学代码，此后称为SPH代码，

近似于某些东西，在这种情况下是行星，两个行星相互碰撞，作为一系列粒子。所以当我说是用某种东西撞击冥王星时，实际上被撞击的是冥王星的一个版本，它是由许多重叠的粒子组成的。

SPH代码最初是用来研究星系的，所以它们研究的是星系碰撞。所以为什么你可能会假设两个碰撞的星系是由一堆粒子组成的，这些粒子在彼此经过时可以相对容易地变形，这是很有道理的，对吧？

我们所做的是使用相同的方法用它来构建行星。为此，我们实际上必须实现强度模型，基本上，这样冥王星在你撞击它时就不会像液体一样表现。它不会像液体一样表现，因为它是一个固体行星而不是一个星系。我们实现了一个强度模型，以便所有这些小的重叠粒子都可以保持在一起，直到它们被撞击力克服。

每次我看到这些模型的视频时，它总是非常有趣。你有没有制作一些很酷的视频来观看这个过程？制作视频是最好的部分。我不会对你撒谎。我没有关于这次撞击的任何好的视频。我们有视频。它们真的很有趣，我没有其中任何一个。但基本上，最有趣的事情之一是，在splat期间，

冥王星被撞击，形成撞击，然后因为它发生在一个角度，冥王星开始快速旋转一会儿，像陀螺一样旋转一段时间，然后才平静下来。这就是我可以告诉你的关于这次撞击的事情。

你是在三维空间中进行这个操作的，对吧？因为我知道之前很多这类研究都是用二维进行的，我觉得这可能会丢失很多系统的复杂性。是的，我可以对那些正在进行二维模拟的人说：“哇，他们为什么要这样做？”这取决于你想要研究什么，对吧？用三维进行操作的问题通常是你必须以相对较低的空间分辨率进行操作，仅仅是因为计算时间。

你从三维模拟中得到的结果通常取决于你拥有多少计算能力以及你必须坐下来等待多长时间。所以，在这种情况下，我们能够在查看冥王星足够高的分辨率以查看我们是否可以重现史普尼克平原以及足够快地获得答案之间取得平衡，而我们还都活着。所以……

是的。这也是真正尝试重现椭圆形陨石坑的唯一方法，对吧？因为在二维空间中，你仅限于垂直撞击，这意味着你正在制作的史普尼克平原将是圆形的，而它不是。所以使用SPH代码的主要动机之一是因为我们可以进行三维模拟，看看当你真正尝试在冥王星上制造一个椭圆形撞击盆地时会发生什么。是的。

好吧，如果我们认为这很大一部分被埋在所有冰层之下，那么对于这个天体的所有物质来说，情况不可能都是这样，对吧？其中一些物质一定飞到了系统周围。这些剩余碎片中的一些是否可能存在于冥王星的表面甚至卡戎上？是的，并非所有撞击体都到达冥王星。

一些碎片留在系统中。如果你去看我们的论文，并且碰巧看到这些图，你会看到冥王星是由所有这些小粒子组成的，你会看到一堆粒子也漂浮在系统中。这些粒子中的大部分可能会重新撞击冥王星的表面，但一小部分可能会在系统中停留一段时间。

这类代码并不擅长跟踪这一点，对吧？所以像SPH这样的撞击代码旨在观察撞击过程中发生的事情。这意味着我们正在观察十分之一秒的时间。所以我们运行这些代码，在这种情况下，你知道的，六个小时，十个小时，等等。

系统中撞击碎片的寿命，比如冥王星，可能是数年，数十年。而这些代码并非设计用于此。你不能让一个代码每十分之一秒检查一次正在发生的事情运行十年，因为你会死的。所以这是一个天体物理学问题，而不是地质学问题。所以是的，我同意。在这种撞击中，很可能

一些物质完全离开了系统。其中一些可能落在了卡戎上，而很多物质散布在冥王星周围。

但是真正回去尝试弄清楚这一点的唯一方法是，再次，冥王星轨道器。这会有点困难，对吧？因为大部分岩石核心直接向下，保存在冥王星冰壳的底部。为什么？因为岩石比冰坚硬得多。所以大部分散布在系统中的物质都是冰。试图重建当冰喷射物落在卡戎上时会发生什么，卡戎也是由冰组成的，对吧？

这很难。这是一个具有挑战性的问题。这并非不可能。只是很难弄清楚。即使我不能肯定地告诉你，啊，东西落在了卡戎上，肯定的。因为我们非常确定我们有来自地球的岩石从之前的陨石撞击中落到了月球上，我们也有来自月球的陨石落到了地球上，我认为我可以相当舒适地说，在这种情况下也可能发生了这种情况。我只是无法告诉你它有多少或在哪里。

如果没有真正去那里并拥有一个轨道器。我的意思是，即使是你之前谈到的灶神星上的撞击，这么长时间后仍然会将岩石降落到地球上。哦，是的。你知道的，我相信这次撞击的小碎片正在柯伊伯带中四处飞舞，轰击着一切。哦，绝对的。现在我想要一个冥王星轨道器。谢谢。我必须把它列在我的想看到的东西清单上。是的。

你太乐观了。但我同意。你知道的，我们可以为此倡导。我认为回去会令人难以置信。但显然，现实地说，我们首先需要天王星轨道器探测器。但是然后，但是然后是冥王星？然后是冥王星？是的。

老实说，如果我们可以在太阳系中的每个天体周围都有轨道器就好了。想象一下，如果我们可以比较所有这些，我们可以学到什么。我们可以学到的东西太强烈了。但与此同时，我们只是从我们所拥有的东西中拼凑出一切。

是的，但这太难了。他们让我们选择，你知道的，你只是，哦，太悲伤了。但我们仍然可以从冥王星和我们拥有的新视野号数据中学到很多东西。所以我们当然还没有完成对冥王星的研究。除了冥王星之外，在太阳系中还有其他我们可以利用我们对冥王星以及月球远端所看到的splat的理解来观察其他天体的吗？

是的。正如我之前提到的，十大柯伊伯带天体中有八个是双星系统，其中一个是大矮行星大小的天体和一颗卫星。有些比其他的更复杂。所以你的听众可能更熟悉厄里斯，这是在冥王星之后由迈克·布朗发现的下一个矮行星，最终导致冥王星不再是一颗行星。但也有火星。

妊神星系统，非常复杂。

妊神星不是双星。它实际上，它也不完全是三合星。它有两颗卫星，希亚卡和纳玛卡。它还有一个环，还有一个碰撞家族。妊神星拥有一切。它太复杂了。它还以四小时的周期旋转，这意味着它旋转得如此之快，以至于整个天体都被拉长，看起来更像是一条法国面包而不是一颗行星。有点像奥陌陌。

它有点像奥陌陌。我很想看到妊神星的形状模型，因为在我看来它们就像法国面包。妊神星系统非常有趣，因为它拥有所有这些东西，人们一直在试图弄清楚你如何拥有所有这些？这一切是一起发生的吗？一次巨大的撞击是否会导致妊神星……

喷出足够的碎片来创造这个整个碰撞家族、一个环和两颗卫星，并开始快速旋转以看起来像法国面包？它需要一次撞击吗？它需要更多吗？这是一个我们真的不理解的系统。所以下一步就是尝试解决柯伊伯带中一些更复杂的系统。感谢你的加入。我觉得我经常被告知我对太空充满热情，我总是玩得很开心，并对此哈哈大笑，我觉得我在你身上找到了一个志同道合的人，你对你的研究方式绝对充满热情，我非常喜欢。我们只是玩得很开心，你知道的。我炸毁冥王星，我说，“哦，这次发生了什么，冥王星？”然后我又做了一遍。很好。很有趣。这听起来很有趣，现在我必须弄清楚如何制作我自己的，我自己的splatch。

哦，是的。我鼓励你尝试。非常感谢你的加入，阿迪恩。是的，感谢你的邀请。既然我们正在谈论冥王星，我想感谢全世界所有帮助使新视野号冥王星任务成为可能的太空倡导者。这是那些几乎没有发生的任务之一。从1990年到2000年，美国宇航局考虑并拒绝了四项前往冥王星的任务。

我们的成员、小学生、美国国家科学院和全美国的行星科学家都写信给美国国会，以支持这项任务。最后，在新视野号于2001年被批准执行其柯伊伯带任务。在我们完成了行星科学十年调查中的所有其他重要优先事项之后，我们必须在某个时候开始冥王星轨道器计划。我已经开始集思广益，以庆祝明年新视野号飞越冥王星十周年。

如果你有任何想法或嘉宾要求，请告诉我们。现在是与我们的首席科学家布鲁斯·贝茨博士一起了解最新情况的时间。嘿，布鲁斯。特拉。你进入万圣节精神了吗？我听到你有点僵尸的声音。但我与来自亚利桑那大学的阿丁·登顿谈论了冥王星。我们已经很久没有在节目中谈论冥王星以及他们团队的想法了，即

也许还有其他方法可以解释冥王星和赤道附近发生的巨大撞击，而无需假设存在地下海洋。就像那里有很多复杂性，我们只飞越过冥王星一次。因此，试图解开所有这些事实并试图弄清楚那里究竟发生了什么，这非常复杂。这是真的，但在我们获得冥王星轨道器之前，人们很难证明它是错误的。

这是一个好处，对吧？是的。我的意思是，哇。冥王星就像我们在太阳系中去过的许多地方一样。令人震惊的是，它在某种程度上是多么复杂和活跃，但至少，地质学非常复杂，一团糟。

一个冰冷的简单混乱。这是一个错误的选择。与海卫一相比，海卫一是一个冰冷的怪异混乱，但也是一样。非常遥远，非常令人惊讶，有间歇泉。冥王星上有冰川在移动。你有很酷的不同冰。所有这些都是意想不到的兴奋。

是的，我知道每个人都非常喜欢冥王星的实际图像，在那里你可以看到所有细节。但我认为卡戎或卡戎卫星的图像，在那里你可以看到它由于从冥王星吹出的那种托林而全部变红，这太疯狂了。然后我们得到了那种非常倾斜的镜头，在那里你可以看到冥王星上几乎像非常薄的云一样的东西。那里发生的事情太疯狂了，比冥王星复杂得多。

我曾经想过，但我怎么能期待任何东西呢？我们只飞越过冥王星一次。好吧，这就是重点。这也再次提醒我们为什么我们要探索。我们不知道我们会发现什么。我们一次又一次地被提醒这一点。然后我们发现，哦，这很整洁。然后我们问你提出的问题，他们正在解决，那就是，

你怎么得到这样的东西？当你的平均距离是太阳的40个天文单位，也就是40个日地距离时，你怎么保持它的稳定性？

当你把那个奇怪的角度放进去时，它会变得非常复杂。这太愚蠢了，这就是我的大脑想到的。但在Eclipsorama和其他一些我参加过的活动中，我们做了一件事，你基本上做陨石坑模拟器，你把物体扔进一堆分层的玉米淀粉中，这样你就可以看到它是什么样子。阿迪恩在谈话中指出了这一点，其中大部分是史前的。

相当圆，无论你以什么角度进入，但如果你以非常陡峭的角度进入，你可以得到那些看起来非常奇怪的陨石坑，你做过这个吗？我相信我写了实验中使用的文本，不一定是Eclipsorama，不一定是意味着我做过，但是的，我做过。我以各种方式做过，而且……

这很整洁。我认为这甚至更真实，尽管我可能是错的，但这对于超高速撞击来说肯定是正确的，这至少不是我的手臂投掷的，不幸的是。你会得到大多数角度都会产生圆形陨石坑的情况，这就是为什么你在月球或其他任何地方看到的陨石坑大多是圆形的原因。你真的必须这样做，你真的必须锻炼你的斜肌才能得到非圆形，你知道的，非圆形。

除了冥王星之外，我们在太阳系中看到的一些最酷的撞击或撞击坑是什么？好吧，如果你必须找到最酷的陨石坑，因为我们可以去那里。我在本看到它们。哦，是的。这真的很糟糕。你没有去那里完全不是问题。不，这只是很整洁，特别是当你是一个行星狂热者，而撞击坑形成一直是太阳系历史上最主要的地质过程时。

在太阳系历史的大部分时间里，并且对大多数地方来说仍然如此，即使它只是一个很小的1公里陨石坑，看到它并知道，你知道的，一块来自太空的岩石制造了这个东西。它把一切都联系在一起。但同样，你没有错过任何东西，我相信。我的意思是，我确定。

不，你没事。你做了。你应该有一天去那里。在我的太空生活目标清单上。好的，好的，好的。但是如果你走到那些巨大的陨石坑，我的意思是，让我们看看月球。它是一个漂亮的陨石坑天体。令人兴奋的是，所有那些巨大的数百公里宽的盆地都被黑暗的熔岩填满了。所以我们得到了那些整洁的圆形特征。

熔岩填充在形成高地的较浅色物质之间。你有南极艾特肯盆地，它是太阳系中最大的陨石坑之一，但它太古老了，所以早期没有被识别出来，而且也没有那么清晰，但它是一个巨大的东西，现在引起了很多兴趣，人们现在想要去南极滑雪

我寻找水冰。水星，卡洛里斯盆地，非常漂亮，也是太阳系中最大的盆地之一。一个有趣的小历史花絮是，当水手10号在70年代早期飞越水星时，由于飞越的轨道几何形状，它只飞越并看到了水星的一侧。

卡洛里斯盆地就在该覆盖范围的边缘，所以你必须等到……40年后，才有了……飞往水星的宇宙飞船……信使号，是的，是的，你赢了，你可以回答信使号的问题……看到卡洛里斯盆地的另一半，我不知道这只是我关于水星陨石坑的小型随机琐事……

几乎独特，可能是独特的形态，其中许多是流体喷射毯。所以它们出来后，并没有只是抛出喷射物并落在表面上。它飞了出来，撞击并流动。

这对于火星上的所有陨石坑来说并非如此，但对于一定的大小范围和一定的纬度来说是如此。基本上，这个概念是它汽化了地下冰，或者以其他方式创造了一种暂时性的液体泥浆状的东西，然后流了出来。所以你会看到所有这些……

流动特征，但有些地方你没有看到它们。所以我在很久以前发表了一篇关于热力学上不同的喷射毯的论文，但这里可笑的部分是我真的想要一个首字母缩略词，因为你一遍又一遍地提到它。最终变成了EDITHS。没有人使用它。喷射物、不同和热红外，但很长一段时间，它们是TIRDS或TIRDES，热红外。

我对首字母缩略词有真正的看法，但无论如何，我已经偏离了主题。我们本周的随机太空事实是什么？不给糖就捣蛋。两者都有点。两者都有点。太有趣了。

埃德蒙·哈雷，那个人，彗星以他的名字命名的那个人，他认为北极光，也就是所谓的北极光，是根据与地球磁场有关的东西形成的。

一百年左右之后，在19世纪初，爱德华·萨宾爵士在多伦多大学（也就是现在的多伦多大学）建立了第一个磁力观测站，安装了各种设备，并最终确定地球磁场确实与之有关。他还发现，全球范围内会发生磁扰动，并且这些扰动与太阳黑子的数量和强度有关。所以……

感谢爱德华·萨宾爵士和埃德蒙·哈雷爵士的远见卓识。谢谢。我想这与当时的日食等现象非常相似。就像突然进入太阳活动极大期一样。你会在空中看到这些疯狂的光，以前从未见过，因为你生活在赤道附近的纬度。突然……

那一定很可怕。我的意思是，很漂亮，但如果你不知道发生了什么，那就太可怕了。所以我很高兴这项研究最终完成了。我认为生活在这些纬度的人们可能已经弄清楚了这些现象不会伤害他们。但是，你知道的，我可能是错的。但是，是的。奇怪的答案，虽然。我的意思是，嘿，天空中有灯光。这与太阳有关。在晚上？是的。

好了，大家，走出去，抬头看看夜空，想想好心情。爱斯基摩派、蔬菜、导弹棒冰。谢谢大家，晚安。我们本周的《行星广播》节目到此结束，但我们下周将回来，了解更多关于加拿大第一个商业航天港——新斯科舍航天港的信息。

如果你喜欢这个节目，你可以在planetary.org/shop购买《行星广播》的T恤衫，以及许多其他很酷的太空商品。

通过在Apple Podcasts和Spotify等平台上留下评论和评分，帮助其他人发现太空科学和探索的激情、美丽和快乐。你的反馈不仅能让我们开心，还能帮助其他好奇的人们通过《行星广播》找到他们在太空中的位置。你也可以将你的太空想法、问题和诗歌发送到我们的邮箱[email protected]。或者，如果你是一位行星协会会员，请在我们的会员社区应用程序中的“行星广播”空间中留言。

《行星广播》由加利福尼亚州帕萨迪纳的行星协会制作，并由我们敬业的会员们支持。你可以在planetary.org加入我们，并帮助更多像新视野号这样的惊人任务取得成功。Mark Hilverda和Ray Paoletta是我们的副制片人。Andrew Lucas是我们的音频编辑。Josh Doyle创作了我们的主题曲，由Peter Schlosser编曲和演奏。

直到下周，星光闪耀。