科學家利用詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的數據，在冥王星最大的衛星卡戎的冰凍表面探測到了二氧化碳和過氧化氫。這標誌著在卡戎星上首次發現了這些化學物質，並擴大了其已知的化學物質清單，先前的化學物質清單包括水冰、氨化合物以及透過地面和太空觀測確定的造成其灰色和紅色色調的有機物質。

詹姆斯-韋伯太空望遠鏡在卡戎上探測到了二氧化碳和過氧化氫。 這項突破為我們了解月球表面及其環境過程增添了重要細節。 資料來源：S. Protopapa/SwRI/NASA/ESA/CSA/STScI/JHUAPL

由美國西南研究院（SwRI）領導的研究小組利用詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）的數據，在冥王星最大的衛星卡戎的冰凍表面探測到了二氧化碳和過氧化氫。 這標誌著在卡戎星上首次發現了這些化學物質，並擴大了其已知的化學物質清單，先前的化學物質清單包括水冰、氨化合物以及透過地面和太空觀測確定的造成其灰色和紅色色調的有機物質。

卡戎是唯一一個被繪製過地質圖的中型柯伊伯帶天體，直徑在300到1000英里之間，這要歸功於史瓦濟蘭研究院領導的”新視野”號飛行任務，該任務於2015年飛越冥王星系統，SwRI 的Silvia Protopapa 博士是Nature Communications上一項新研究的主要作者，也是2015 年繪製冥王星系統地圖的新視野號任務的共同研究員。他介紹說：”與柯伊伯帶中許多較大的天體不同，卡戎表面沒有被甲烷等高揮發性的冰層遮擋，因此為了解陽光照射和隕石坑等過程如何影響這些遙遠的天體提供了寶貴的見解。

由SwRI 領導的研究小組利用韋伯望遠鏡的觀測數據（白色）探測到了冥王星最大的衛星卡戎上的二氧化碳和過氧化氫光譜特徵，這擴大了先前新視野號飛越冥王星測量數據（粉紅色）的波長覆蓋範圍。 JWST 和”新視野”號的數據在光譜形狀和短波長光吸收帶的強度方面是一致的；散射光絕對量的偏移在很大程度上可歸因於觀測幾何形狀的不同。 這些發現為新視野號成像的背景中所示的卡戎星的形成和演化提供了線索。 圖片來源：S. Protopapa/SwRI/NASA/ESA/CSA/STSci/JHUAPL

詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）非常適合探索冥王星-沙龍星以及海王星以外的其他冰凍天體。 2022年和2023年，研究團隊利用韋伯的近紅外線攝譜儀對冥王星-卡戎系統進行了四次觀測，不同的觀測角度全面覆蓋了卡戎的北半球。

太空望遠鏡科學研究所（Space Telescope Science Institute）的科學家Ian Wong博士是這篇論文的共同作者。

對卡戎的韋伯測量的擴展波長覆蓋揭示了二氧化碳的特徵。 研究小組將光譜觀測結果與實驗室測量結果和表面的詳細光譜模型進行了比較，得出結論認為，二氧化碳主要是作為富含水冰的次表層的表層表皮而存在。

“我們首選的解釋是，上層二氧化碳來自內部，透過隕石坑事件暴露在地表。 眾所周知，二氧化碳存在於冥王星系統形成的原行星盤區域，」Protopapa說。

詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（JWST）是有史以來最先進的太空觀測站，旨在探索宇宙起源、遙遠星系和系外行星。 它擁有強大的紅外線功能，可以捕捉來自遙遠太空的詳細圖像和數據，為了解恆星和行星的形成以及其他世界的大氣層提供無與倫比的洞察力。 資料來源：美國太空總署戈達德太空飛行中心

卡戎表面過氧化氫的存在清楚地表明，富含水冰的表面受到太陽紫外線以及來自太陽風和銀河宇宙射線的高能粒子的改變。 過氧化氫由氧原子和氫原子形成，而氧原子和氫原子是由於離子、電子或光子的進入導致水冰破裂而產生的。

“在SwRI 的CLASSE（天文物理學和太空科學實驗室實驗中心）設施進行的實驗室實驗證明，即使在二氧化碳和水冰的混合物中，在與卡戎星類似的條件下，也能形成過氧化氫，”SwRI CLASSE 實驗室負責人、論文第二作者Ujjwal Raut 博士說。

該團隊的研究展示了韋伯望遠鏡揭示撞擊和輻照過程所形成的複雜表面特徵的無與倫比的能力。

Protopapa說：”韋伯望遠鏡的觀測、光譜建模和實驗室實驗之間的協同作用使我們獲得了新的見解，這些見解可能適用於海王星以外的其他類似中型天體。”

編譯自/ SciTechDaily