太阳系边缘的这颗奇怪矮行星有一个新的起源故事

柯伊伯带是一个环形的冰冻天体环，延伸到海王星轨道之外很远的地方，是太阳系中一些最奇特天体的所在地。在这个冰冻区域内，有数以万亿的彗星、小行星和太阳系早期遗留下来的天体残骸，其中一些可能许多人已经很熟悉了，比如冥王星、阋神星和鸟神星。

然而，其中最有趣的奇异之处是矮行星鸟神星。

尽管这颗矮行星被发现还不到二十年，但由于距离地球太远，地球上的望远镜很难对其进行精确测量，因此关于它的资料很少。但我们对鸟神星的了解甚少，这表明它是一个极其奇怪和重要的行星。这颗行星的形状几乎像一个瘪了气的足球，自转速度比任何同等大小的行星都快，仅需四小时就能绕轴旋转一圈。鸟神星除了有两颗卫星外，还有一个非常微弱的环系统，几乎完全被结晶水冰覆盖，使其成为研究它是否曾经存在生命的绝佳候选对象。

“从天体生物学的角度来看，我们对生命起源的了解还不够，甚至在地球上，我们生活在地球上，”美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的科学家杰西卡·诺维洛说。“我们仍在试图弄清楚生命诞生的最初阶段究竟需要哪些成分，我们知道其中最重要的成分之一就是水。”

[相关：美国宇航局首次撞击小行星的尝试堪称完美]

研究人员对进一步了解鸟神星如此感兴趣的另一个原因是，它是十几个“同胞”富含水的天体中最大的一个，这些天体的轨道似乎彼此相似。到目前为止，它是柯伊伯带中唯一一个这样的“家族”系统，但诺维洛等科学家表示，该地区最大的谜团之一是这个独特的系统是如何形成的——包括它令人着迷的结构。

为了尝试拼凑出这颗行星起源和演化的更清晰图景，诺维洛和一个研究小组使用计算机模拟来构建其数十亿年的过去历史，以了解什么样的条件可能导致“婴儿鸟神星”变成该系统成熟的现代化身。

通过将鸟神星的估计大小、质量和自转速度代入模型，研究人员能够利用这些模拟来分解这颗行星，并从头开始构建它，以研究帮助其发展的许多化学和物理过程。一旦掌握了这三个方面，他们就假设该物体的角动量保持不变，从而计算出它在整个历史中的角动量（其继续旋转的能力）。在运行了数十次充满不同变量和小变化的模拟以测试每个变量如何影响其演化之后，他们得出了一些似乎正确的结果。

亚利桑那州立大学地球与太空探索教授史蒂文·德施表示：“主流观点认为，这些家族成员是因一次大碰撞而脱落的。”如果鸟神星的碎片因与其他物体的笨拙碰撞而发生碰撞，那么碎片的数量会多得多，而且其中许多碎片的轨道也会有所不同。但德施指出，事实并非如此。相反，他们的模型认为，当行星仍在形成时，鸟神星确实与另一个物体发生过碰撞，但当时脱落的碎片并不是如今鸟神星家族中看到的碎片，正如其他研究人员所认为的那样。

相反，这个家族出现得晚得多，当时这颗行星致密的岩石结构在中心沉淀下来，成为其核心，而密度较小的冰上升到外层。“所有的水都渗透到核心，与岩石发生反应，将致密的岩石变成密度较低的粘土，其结果是核心膨胀，”德施说。实际上，鸟神星外部的一些物质被甩了出去，这些碎片形成了科学家们今天研究的鸟神星家族。

[相关：外太阳系隐藏着什么？]

他们的模型还能够预测出鸟神星上的冰量以及该行星的体积。借助另一个名为 IcyDwarf 的代码，研究人员甚至得出结论，鸟神星一度足够温暖，可以在其内部维持液态水海洋约 2.5 亿年。尽管那片海洋后来结冰了，但诺维洛说，发现另一颗行星的起源可能是什么样的，这很有价值，哪怕只是为了帮助人类在未来发现更多的冰和海洋世界。

“了解海洋世界的多样性及其在太阳系中存在生命的可能性有助于我们将一切置于背景中，并专注于最佳目标，以便进行更广泛的观察，以在未来检测任何类型的生物特征，”她说。“在火星上，这句话就是跟着水走，在系外行星上也一样。”

更正（2022 年 10 月 20 日） ：此故事已更新，以更正 Haumea 绕轴旋转的时间。Jessica Noviello名字的其中一个引用之前拼写错误。我们对这个错误深表遗憾。