隼鳥2號在“龍宮”上短暫著陸。圖片來源：JAXA
“龍宮”有兩種顏色（紅色和藍色），而它們的締造者可能是太陽。
5月8日出版的《科學》刊登了國際團隊對隼鳥2號數據的最新研究結論，緯向顏色的變化表明，暴露於星體表麵的物質是因太陽加熱和/或空間風化而變紅的。
近地小行星（162173）“龍宮”被認為是一個原始的碳質天體，含有水合礦物和有機分子，其運行軌道大多位於地球和火星之間。日本隼鳥2號曾於去年短暫著陸“龍宮”，並在進行樣本采集時，拍攝了高分辨率的圖像和視頻，令研究人員能對其岩石表麵做近距離觀察。
該研究負責人、東京大學地球和行星科學係的Tomokatsu Morota提到，小行星表麵變紅是由太陽短期強烈的加溫所致，原因之一是“龍宮”運行軌道短暫地轉向太陽。
兩種顏色
“龍宮”直徑約1千米，赤道附近由於自轉離心力而膨脹，形成類似算盤珠或陀螺的形狀。它的表麵布滿碎石，有類似隕石坑的凹陷。隼鳥2號先前的觀測顯示，“龍宮”表麵是由兩種不同類型的物質組成的，一種顏色略為偏紅，另一種稍微偏藍。然而，這種顏色變異的原因仍然未知。
南京航空航天大學航天學院航天新技術實驗室教授李爽在接受《中國科學報》采訪時提到，“龍宮” 是富含揮發性物質和有機物的C型小行星，與大約46億年前地球誕生時的狀態相近。因此，科學家希望通過分析采集到的“龍宮”樣本，了解太陽係形成以及內行星的起源和演化，尤其是揭示生命起源。
Morota團隊及合作者分析了隼鳥2號在“龍宮”表麵進行的樣本收集工作及其傳回的數據。研究人員通過對著陸圖像和對地表顏色的全麵觀察，研究了取樣位置周圍和整個“龍宮”表麵的地層學特征。
隼鳥2號的推進器在著陸後立即“攪動”了由紅色物質形成的暗細顆粒。研究人員提出，已識別的隕石坑與較紅物質之間的地層關係表明，“龍宮”地表在較短時間內紅變。
“我們認為，‘龍宮’以前曾在太陽附近經曆過一次短暫的軌道漂移，導致其表麵遭遇了更高溫度的加熱。這樣短時間內的變紅事件就可以得到解釋。”Morota說，“這與C型小行星水蝕證據缺乏相吻合。”
然而，太陽對“龍宮”的加熱並不能解釋全麵觀測所揭示的含水礦物的低豐度，因為“龍宮”上藍色或較亮區域並沒有經曆過強烈的太陽加熱，含水礦物的豐度也較低。
不過，幸運的是，采樣點的光譜斜率和反照率的巨大局部變化表明，藍色和紅色成分都可能被隼鳥2號收集。研究人員預測，返回的樣品將包含被太陽改變和未改變的混合物質，或有助於最終解開謎題。
探“星”之路
上述發現都要歸功於隼鳥2號，以及它與“龍宮”數次短暫但具有曆史意義的“親密接觸”。
重約600千克的隼鳥2號於2014年12月從日本鹿兒島縣種子島宇宙中心發射升空。2018年6月，隼鳥2號抵達“龍宮”附近預定位置，開始對其進行拍照觀測，並投放了兩個小型探測車以調查小行星表麵的各種信息，選擇最佳著陸位置。
觀測發現，“龍宮”表麵大部分區域布滿碎石，遠沒有想象中平坦開闊，因此原定於當年10月下旬的著陸計劃不得不推遲。“龍宮”項目主管、日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）的Yuichi Tsuda表示，調查發現隼鳥2號可著陸範圍的半徑僅有3米左右，這是一個很大的挑戰。
終於，在經曆了1542天的太空旅行後，隼鳥2號於2019年2月22日首次短暫登陸距地球約3.4億公裏的“龍宮”，順利完成降落、發射彈丸撞擊地表、收集樣本和再度升空等一係列既定任務，在按計劃采集樣本後又飛回距小行星表麵約20公裏處的待機地點。
4月5日，隼鳥2號再次向“龍宮”表麵發射銅球，製造了一個撞擊坑，為采集小行星地下岩石樣本做準備。負責撞擊實驗的東京大學地球與行星學係行星學家Seiji Sugita表示，隼鳥2號發射了一顆重約2千克的銅球，銅球以每秒2公裏的速度撞擊“龍宮”表麵，轟出撞擊坑。這也是人類探測器首次在小行星上製造撞擊坑。
研究人員表示，此次製造出的撞擊坑直徑達10米，小行星內部物質在彈丸的撞擊下四處飛散。7月11日，探測器再次短暫著陸“龍宮”，並執行了采集小行星地下岩石樣本的任務。小行星內部岩石未受太陽風和宇宙射線影響，分析這些岩石有助於進一步了解小行星的形成曆史和太陽係的演化等。
最後，隼鳥2號於當年11月飛離“龍宮”，計劃於2020年底將采集到的小行星樣本帶回地球。
揭開“麵紗”
隨著隼鳥2號不斷傳回數據，人們也開始越來越清晰地了解“龍宮”的麵貌。
Morota表示，在著陸點周圍有兩種形態的亞米大小的圓石：不規則深色圓石和表麵光滑的亮圓石。這些大卵石在10米大小的遠程圖像，以及小行星表麵偵察車拍攝的更小範圍圖像中均能觀察到。
在下降作業過程中拍攝的圖像顯示，明亮卵石的表麵反射率也存在亞米級的不均勻性；許多岩石的邊緣比平麵表麵更亮，這可能是由於巨石邊緣的磨損率較高所致。而且，其中一塊巨石似乎已經裂成兩半，而破碎表麵亮度是周圍表麵的1.5倍。研究人員認為，這是由於巨石內部部分暴露在邊緣和破碎區域，這些觀察表明，巨石表麵通常因暴露於空間而變暗。
今年3月刊登在《科學》的研究稱，通過觀察新隕石坑，研究人員發現，“龍宮”的表麵不是很堅固，更像沙子而不是岩石。這證實了它隻有大約900萬年的曆史。之前對“龍宮”的研究表明，它的年齡可能在900萬年或1.6億年左右。
此外，Sugita團隊還發現了“龍宮”含水的證據，且水主要存在於含水礦物中。“‘龍宮’隻有以含水礦物形式存在的少量的水，而且卵石的光譜特性彼此非常相似。這表明它的母星非常均勻，而這需要加熱機製脫水。”Sugita告訴《中國科學報》，這也與新研究提到的“龍宮”軌道漂移相一致。
相關論文信息：https://doi.org/10.1126/science.aaz6306
https://doi.org/10.1126/science.aaz1701
https://doi.org/10.1126/science.aaw0422



關注【深圳科普】微信公眾號，在對話框：
回複【最新活動】，了解近期科普活動
回複【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】，了解最新科普研學營
回複【科普課堂】，了解最新科普課堂
回複【科普書籍】，了解最新科普書籍
回複【團體定製】，了解最新團體定製活動
回複【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回複【科學防控】，學習疫情相關科普星空体育官网入口网站