科學探索：著陸小行星“龍宮”，揭開其表麵和軌道變化

這是從(cong) 12英裏（20公裏）距離處拍攝的小行星“龍宮”的照片——它看起來灰暗而單調，不過近距離觀察會(hui) 發現更多色彩。 [圖片來源：日本宇宙航空研究開發機構（JAXA），東(dong) 京大學，高知大學，立教大學，名古屋大學，千葉理工學院，明治大學，會(hui) 津大學，日本產(chan) 業(ye) 技術綜合研究所，CC BY-SA]

2019年2月21日，我們(men) 擊中了一顆小行星。

確切地說，由日本宇航探索局（JAXA）設計製造和操作的隼鳥2號飛行器向近地小行星“龍宮”發射了一顆重5克的金屬彈丸；該小行星距地球3.5億(yi) 公裏，是一顆跨度1公裏左右的陀螺狀天體(ti) 。隼鳥2號收集了彈丸在擊中小行星表麵後“濺起”的部分碎石，並安全地收集回飛船上。已於(yu) 2019年11月離開“龍宮”的隼鳥2號，預計將於(yu) 2020年年末飛掠地球並釋放載有樣本的返回艙，這些樣本將提供給世界範圍內(nei) 的實驗室進行詳細研究。

在最新發表於(yu) 《科學》（Science）的文章中，隼鳥2號團隊匯報了采樣過程中的觀察數據，以及通過“龍宮”表麵的測量數據得到的關(guan) 於(yu) 它的演化信息。這些數據為(wei) 我們(men) 揭示了這個(ge) 宇宙旅行者的非凡過往：發源於(yu) 主行星帶的“龍宮”在經曆了短暫的繞日旅行後，最終到達我們(men) 身邊並成為(wei) 一顆近地小行星。我是一名行星科學家，同時我著迷於(yu) （回答）為(wei) 什麽(me) 行星是我們(men) 所看到的樣子。更深入地了解“龍宮”出現在它目前所在位置的原因和過程，有助於(yu) 我們(men) 建立有關(guan) 太陽係形成和演化的綜合模型——其中包括類似“龍宮”這樣的最常見的碳基（C型）小行星。

豐(feng) 富的過往

新論文顯示，“龍宮”部分區域“更藍”（“bluer”），而另一部分區域則“更紅”("redder")。這些術語與(yu) 小行星表麵顏色在可見光譜中的微妙變化有關(guan) 。隼鳥2號團隊發現，小行星赤道和兩(liang) 極區域更藍，而中緯度地區則更紅。有趣的是，這一顏色差異可能與(yu) （小行星的）年齡有關(guan) ，即與(yu) 材料直接暴露在太空中的時間有關(guan) 。這是由於(yu) 裸露表麵在太空風化（即被小隕石、太陽風和宇宙粒子轟擊）和太陽直接加熱的作用下會(hui) 變暗變紅，其中後者是塑造“龍宮”如今麵貌的主要原因。

隼鳥2號在距小行星表麵一米左右的位置發射彈丸後，推進器便將飛行器推離了小行星，同時一團紅黑色沙礫和微粒從(cong) 小行星表麵揚起後又落定下去。該任務小組的結論是，這些原本隻出現在裸露巨石表麵的沙礫，落在采樣點附近，並將采樣點從(cong) 淺藍色變成了淺紅色。

該團隊根據觀察到的現象總結出形成“龍宮”裸露部分的緯度條帶的一種可能，即因太陽加熱和太空風化作用而變紅的部分，在該小行星微弱的引力作用下緩慢從(cong) 地形相對較高的赤道和兩(liang) 極區域，向地形較低的中緯度區域移動。運動的結果是在赤道和兩(liang) 極暴露出更“新鮮”、更藍的物質，並在中緯度區域沉積了更紅的物質。

其中最令我興(xing) 奮的是，隼鳥2號團隊根據對“龍宮”表麵環形山的顏色和尺寸的分析，得出結論：在某段時間該小行星與(yu) 太陽間的距離一定比現在更加接近。這能夠解釋小行星表麵變紅部分的數量。借助兩(liang) 種不同的模型計算環形山的年齡，該團隊估計這種由太陽加熱導致的變紅過程出現在800萬(wan) 年至30萬(wan) 年前之間——從(cong) 天文學的角度看這不過是一眨眼的功夫。

基於(yu) 隼鳥2號收集到的環形山圖片，坑洞數據統計分析表明，整個(ge) 小行星表麵的年齡似乎不超過1700萬(wan) 年，比人們(men) 認為(wei) 的“龍宮”從(cong) 主行星帶分離的時間——數億(yi) 年到十億(yi) 年以前——要晚得多。

以上，便是將一顆小金屬彈丸發射進一顆不起眼的小行星這一看似簡單的動作所能夠揭示的關(guan) 於(yu) 小行星演化的詳細故事——從(cong) （小行星）形成，接著開始在太陽係內(nei) 部的旅程，到如今仍然持續塑造其表麵形態的過程。我們(men) 能夠通過拜訪一顆小行星並觀察其表麵收獲如此多的信息，這是很了不起的。那麽(me) 明年，當我們(men) 拿回樣本後又將了解到更多什麽(me) 樣的信息呢？

作者：Paul K. Byrne

翻譯：張宇哲

審校：董子晨曦

引進來源：The Conversation

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