冥王星與最大衛星如戀人相伴 科學家找到「親吻」般全新碰撞成因

冥王星5顆衛星中最大的一顆「凱倫」，體積達冥王星的一半，兩者間也比地球和月球更加靠近20倍的距離。科學家們發現，在潮汐鎖定下，兩顆星體始終以同一面相覷著彼此互相繞行，形成彷彿共舞的雙星系統，因此也被形容成浪漫的愛情故事。

長期以來，科學界雖然認為此系統的形成是源於星體碰撞，但過去的理論卻始終無法解釋冥王星是如何讓體積相對龐大的衛星凱倫進入自身的公轉軌道。直到近期刊登在Nature Geoscience上的最新研究，才終於發現了星體碰撞後可能發生的新場景 ，並將其稱之為「親吻並捕獲」（kiss and capture）。

研究共同作者之一丹頓（Adeene Denton）告訴CNN，大部分的行星碰撞可以歸類為「撞了就跑」（hit and run）以及「擦撞後合併」（graze and merge）2種形式。而過去研究的模擬模型，都是將產生碰撞的2個星體視為無重力的流體，在僅考量2星體的體積下，產生的狀況皆是2星體在「擦撞後直接合併」，不會產生任何衛星。

考量到冥王星與衛星凱倫位於距太陽30個天文單位遙遠的柯伊伯帶（Kuiper Belt Object），且星體主要由岩石、冰組成，丹頓等人將星體的組成成分納入模型，並重新計算碰撞強度。

研究團隊透過新模型發現，冥王星與凱倫在短暫碰撞後，產生深層的結合，不過在碰撞強度的作用下，摩擦力抵消了部分動能，限制兩星體的變形情況，因此原本結合的2個星體在共同旋轉數十小時後，會以結構幾乎完好無損的情況再度分離，且同時保持彼此間的重力束縛，也就是「親吻並捕獲」的全新形式。

研究人員估計，冥王星與凱倫的撞擊很可能發生在太陽系形成初期，也就是距今大約40億年前，差不多和地球和月球誕生同一時間；根據紐時報導，當時的撞擊很可能也導致冥王星另外4顆體積較小的衛星尼克斯（Nix）、許德拉（Hydra）、科伯羅斯（Kerberos）、斯提克斯（Styx）的形成。

「這是物理學上的新轉折。」，研究作者之一艾斯普豪格（Erik Asphaug）向紐時表示，新模型為衛星如何繞行星運轉提供了全新的解釋，「過去普遍認為力量強度在碰撞中並不重要，但現在必須重新審視這個假設，包括對於月球如何形成的理解。」

科學家過去曾懷疑冥王星冰殼地層下是否存在海洋，如今在發現新碰撞情景之後，也成為此一假設的有力證據。丹頓告訴CNN，凱倫與冥王星的撞擊可能會讓冥王星地表的冰殼升溫，並因此融化形成地殼下的海洋，而兩星體在分離之後轉換軌道的過程中，也有可能因為引力產生潮汐加熱的現象。