天文學家在1988年首次發現了6478高爾特(Gault),並以行星地質學家唐納德·高爾特的名字命名了這顆小行星,它十分「活躍」,星軌夾在火星和木星軌道之間。這顆太空巖石的特別之處在於,人們似乎在其尾流活動行為中,發現了兩條塵埃痕跡,這種活動與彗星有些相似,但在小行星中卻很少見。
當大家仍困惑其彗星般的活動原因時,美國麻省理工學院的一個研究小組報告稱,他們在近紅外光譜中捕捉到這顆小行星,發現它正在從紅色到藍色改變著顏色。
這還是科學家第一次實時觀察到一顆會變色的小行星。
小行星「有彗星一樣的尾巴」被證實
這次觀察的結果,證實了這顆小行星的確有像彗星一樣的「尾巴」。研究小組稱,他們目睹小行星「向太空中流失其紅色塵埃,然後看到了小行星下面的藍色層」。這些「紅色塵埃」應該是由與「藍色層」的巖石體完全不同的成分構成。研究人員稱,這是他們第一次看到太空中巖石物體散發出塵埃。
我們知道,彗星通常來自太陽系更寒冷的邊緣,在接近太陽時,它們表面的冰會立即升華,或者蒸發成氣體,就形成特有的炫目的尾巴。但它們並不是巖石,結構上更像是「由冰和塵埃組成的鬆散雪球」。因此,導致這顆小行星的塵埃飛散的原因可能也不同於普通彗星,更不同於大多數其他活躍的主帶小行星。這項研究成果,目前已發表在了專業期刊《天體物理學快報》上。
事實上,來自世界多個天文臺的圖像,包括NASA哈勃太空望遠鏡,都發現這顆小行星有兩條像彗星一樣窄窄的「尾巴」。天文學家估計,其中較長的一條「尾巴」延伸出50萬英裡(約80萬公裡),而較短的尾巴大約有前者的四分之一長。研究者得出的結論是,尾巴必須是由數千萬公斤的塵埃組成,這些塵埃正被小行星積極地噴射到太空中。
「變色」現象很戲劇化
直到現在,研究人員仍認為這塊太空巖石的結構是相對平均的,其直徑約2.5英裡(約4公裡),在距太陽2.14億英裡(約3.5億公裡)的小行星帶內部區域內,與其他數百萬塊巖石和塵埃一起運行。
科學家使用高精度光譜儀將小行星的入射光線劃分為不同的頻率或顏色,通過分析其相對強度,就可以對物體的結構有初步了解。在對這顆6478高爾特小行星的相關數據分析中,研究小組確定小行星的表面主要由矽酸鹽組成,矽酸鹽是一種乾燥的巖石物質,與大多數其他小行星相似,但與大多數的慧星都不像。
這樣一個乾燥的巖石物體,怎麼會產生兩條塵埃組成的「尾巴」?而且研究小組在觀察這顆小行星時,還驚訝地發現,這塊巖石很短時間內,在近紅外線處的顏色發生了從紅色到藍色的改變。這是從未見過的「戲劇性的變化」。科學家們認為,這個現象很可能是因為這顆小行星表面的塵埃,在數百萬年的太陽照射下都變成了紅色,當它們被拋入太空,便暴露出這些塵埃靠裡面一層的新鮮、輻射較少的表面,而它們在近紅外波長下即呈藍色。
有趣的是,只需要移除很薄的一層就可以看到光譜變化,那可能被拋入太空的這一層塵埃只是僅微米厚的單層顆粒。
「尾巴」的成因令人好奇
目前,所有研究團隊都認為,這顆小行星的「尾巴」發生變化的機制很可能和彗星活動類似,源於快速旋轉。如果小行星的旋轉速度足夠快,便可以通過純粹的離心力從其表面刮下一層層塵埃。這個過程有點像「蛇」蛻皮的過程。
天文學家估計,大約10%的小行星自轉都非常快,而旋轉很可能都是因為太陽。這種自旋現象被稱為「YORP效應」(以發現它的科學家命名),指的是太陽輻射或光子對附近小行星等小天體的影響。當小行星將這些輻射的大部分反射回太空時,這些光子中的一小部分被吸收,然後以熱和動量的形式重新發射出來。這就會產生一種小的力,經過數百萬年,這種力便可以使小行星旋轉得更快。天文學家在過去曾在少數小行星上觀察到「YORP效應」。
建平