新视野号探测器首次近距离探测矮行星冥王星及其卫星卡戎,揭示冥王星卫星卡戎的表面特征。卡戎北极存在由甲烷冰经紫外线辐射形成的红色托林物质,赤道区域则分布着因内部海洋冻结膨胀形成的巨型裂谷系统。作为柯伊伯带天体的典型代表,其灰色水冰表面与冥王星的氮冰和甲烷冰构成显著差异。
冥王星与卡戎构成独特的冥卫双星系统,两者质量比远超传统行星-卫星关系。研究表明其形成并非源于剧烈碰撞,而是通过低速"亲吻与捕获"模型实现温和合并,这一过程既保留了原始冰层,又促使内部物质交换,使卡戎捕获冥王星逃逸的甲烷气体并转化为红色托林物质。
冥王星表面存在极端年龄差异,古老的克苏鲁区与年轻的斯普特尼克平原相邻。斯普特尼克平原作为氮冰冰层覆盖的盆地,通过缓慢的对流作用持续更新表面,使其成为太阳系最年轻的地貌之一。这种对流现象源于冥王星内部热源与氮冰的特殊物理性质。
新视野号继续探索柯伊伯带天体,2019年飞掠雪人状阿罗克斯天体。该天体由两个扁平冰体以特定角度融合而成,其暗红色泽表明保存着太阳系早期物质,进一步印证柯伊伯带作为太阳系原始物质储存库的重要性,为研究太阳系形成演化提供关键样本。