40亿年前当一颗90英里宽的小行星撞击木星时，木星的卫星木卫三偏离了其轴线

一项新的研究表明，40亿年前，当一颗90英里宽的小行星撞击木星时，木星的卫星木卫三偏离了其轴线。（图片来源：uux.cn美国国家航空航天局、欧洲航天局和E.Karkoschka（亚利桑那大学））

（神秘的地球uux.cn）据美国生活科学网站（哈里·贝克）：大约40亿年前，一颗比消灭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，这场灾难性的碰撞极具破坏性，造成了太阳系中最大的撞击坑，并将这颗超大型卫星撞离了轴线。

木卫三是木星距离木星第三近的主要卫星，大约每七天绕这颗气态巨星运行一次。据美国国家航空航天局称，它的直径为3270英里（5260公里），是太阳系众多卫星中质量最大的，比水星还大。就像地球的月球一样，木卫三被潮汐锁定，这意味着同一侧不断面对木星旋转的、被风暴覆盖的表面。研究人员认为，月球有一个大约60英里深（100公里）的海洋隐藏在其冰冷的表面之下。

在20世纪80年代，研究人员发现，月球表面的大部分地区都覆盖着同心圆的狭窄沟槽，围绕着木卫三远侧（背向木星的一侧）看起来像一个大型撞击坑的残骸。随后访问的航天器（如美国国家航空航天局的新视野号探测器）的照片显示，月球伤痕累累的表面可能是太阳系形成约6亿年后发生的大规模小行星碰撞的结果。

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和行星科学家研究员平田直行使用基于月球沟壑的计算机模拟重建了木卫三的古代小行星撞击。这使得平田能够精确计算出第一次撞击木卫三的岩石的大小。模拟还显示了撞击是如何将月球从其原始轴线上撞下的。

木卫三背面的照片显示了古代碰撞在其表面蚀刻出的同心沟槽。（图片来源：uux.cn美国国家航空航天局/加州理工学院喷气推进实验室/SwRI）

平田估计，最初的撞击坑宽达1000英里（1600公里），比地球上最大的撞击结构——南非的弗里德福特陨石坑宽10倍。这意味着木卫三陨石坑是太阳系历史上已知最大的撞击坑。然而，平田写道，由于事件的碎片迅速落回月球表面并填满了大部分洞，它并没有保持这种大小。

根据陨石坑的大小，平田估计，造成它诞生的小行星大约有93英里（150公里宽），或者大约和特拉华州一样长。这将使它比希克苏鲁伯陨石大10到15倍，希克苏鲁伯陨石大约在6600万年前撞击了现在的墨西哥，消灭了地球上高达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一份新闻稿报道称，这颗小行星比希克苏鲁伯陨石大20倍。然而，这与新研究中共享的数字并不一致。

模拟表明，木卫三被小行星撞击而偏离了其轴线。（图片来源：uux.cn/HIRATA Naoyuki/神户大学）

模拟还揭示了撞击如何使木卫三的潮汐轴偏离其旋转轴，使其相对于朱普蒂尔倾斜。大约45亿年前，当一颗名为Theia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，模拟表明，无论小行星在哪里撞击木卫三的表面，由于碰撞抛入太空的碎片的引力作用，撞击坑最终都会位于月球远离木星一侧的同一位置。

新的发现有助于填补Ganymede历史上一个重要章节的细节。然而，他们也提出了新的问题，即这次撞击如何改变了木星卫星及其内部的进化，尤其是其所谓的地下海洋。

平田在一份声明中说：“巨大的撞击肯定对木卫三的早期演化产生了重大影响，但撞击对木卫二内部的热和结构影响尚未得到研究。”。他补充道，需要进一步的研究来解决这个问题。

平田问题的答案可能会在2034年出现，届时欧洲航天局的木星冰月探测器（JUICE）将对木卫三进行近距离飞越。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的三次计划弹弓演习中的第一次。该航天器将于2031年抵达木星。