龙宫星的近况:一个部分干燥的“碎石堆”

据行星科学家发表在《科学》杂志上的三篇论文报道,日本的隼鸟二号太空飞行器测绘了一个直径为一千米的小行星的地形,这颗被命名为龙宫星,编号为162173的小行星看起来像一个巨大的、状如陀螺的碎石堆。

图解:一个艺术家关于隼鸟二号绕龙宫星轨道运行的设想

(图片来源:DOTTEDHIPPO/GETTY IMAGES)

同时,这颗小行星的密度也很小,这意味着它的内部充满了多孔气体,就像一块塑料泡沫或者瑞士奶酪。为了确定龙宫星的形状,科学家们根据传回的不同角度的照片,并利用激光测距测绘地形,建立了三维模型。

它的多孔性是通过观察太空飞行器降落在地表下850米深处,然后上升了5.4千米的过程计算出来的。基于这一点,日本名古屋大学的渡边清一郎认为,这可能取决于龙宫星的质量、体积以及平均密度。

渡边清一郎还说,假如龙宫星与碳粒陨星是由同一种矿物质构成的,那么它的平均密度是如此之小以至于不同大小的缝隙占了小行星体积的一半。

同时他还补充道:“陀螺形状的顶端可能是在龙宫星早期留下来的,当时的龙宫星快速旋转,使它变成了一个扁平的形状,并形成了一个突出的赤道脊,即使它现在的自转周期已经减少到7.6小时,十分平静,但赤道脊至今仍存在。”

关于为什么这个赤道脊没有慢慢变得平坦这个问题,渡边解释道,这是一个开放式的问题,但是他认为这是因为龙宫星表面的物质不易崩塌他解释道:“龙宫星上的物质之间的摩擦角似乎足够大,因此使赤道脊变得平坦的这个过程会十分慢”

在另一篇研究中,日本东京大学的一支由浅田诚治领导的研究团队根据航天器的近红外光谱仪分析传回的数据发现含水矿物遍布龙宫星的表面。这表明这些物质似乎都经历过“热变质”并部分脱水。

浅田说:“龙宫星很可能是起源于一个约4.56亿年前,太阳系诞生时形成的母体。”这个母体内部经历了高度的水岩反应,形成了我们现在在龙宫星表面发现的水合矿物。然而,这个母体之后经历了一个半脱水的过程,可能是因为它内部的热量导致一些水合矿物破碎,从而失去了表面的水分。

然后,大约十亿年前,一次剧烈的碰撞打碎了这个母体。

其中一个可能存在的母体可能是碰撞致波兰星族小行星(是以直径为38千米的1112波兰星命名的)的前身,解体于14亿年前。另一颗可能是小行星495(欧拉莉娅/Eulalia)的母体,它的大小和波兰星相似,是8亿年前的一次天体解体的产物。

之后,碰撞后的碎片重新积聚成一堆堆碎石,其中一堆就成为了龙宫星,或者是成为了龙宫星的直系母体,而龙宫星就是产生于它的另一次碰撞。渡边认为,即便如此,我们也不能太快就将这些调查结果推广应用到其他的小行星上,因为隼鸟二号并不是目前唯一在探索近地小行星的航天器。

NASA(美国国家航空航天局)的冥王号目前正在绕一颗较小的名为贝努,编号为101955的小行星轨道运行,并且有望不久后就可以宣布它的最初的探索结果。

渡边还说:“比较关于龙宫星和贝努的研究结果,我们就可以知道它们的共性以及差异”他还补充道:“同时,隼鸟二号的任务是取样后返回,旨在收集龙宫星表面的矿石物质,然后在明年年末将样本带回地球以供研究分析。当前的研究目标之一是选定一个正确的地点进行采样——理想情况下,选定的地点可以帮助我们推断龙宫星是如何形成旋转的顶部的形状。”

北里康平来自福岛的会津大学,是发表在《科学》杂志上的第三篇论文的主要作者。北里康平说:“另一个目标是获悉和龙宫星类似的小行星是如何帮助水到达地球的。为了知道有多少小行星像龙宫星一样为地球带来了水,我们必须知道这些小行星内部曾经保存了多少水。”

“我们观察龙宫星的结果有力地证明了早期由于放射产生的热量,这颗小行星上的大量含水物质(以及有机物)被半脱水了。这可能影响了地球从小行星带获取许多水和有机物。”

如果我们某天发现人类面临着行星撞地球的危险,那么研究这些小行星可以知道它们在未来可能对我们造成的威胁,这一点也是十分重要的。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. cosmosmagazine- Richard A. Lovett

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