宇宙中為什麼會有「陀螺型」行星？科學家追溯百萬年，終找到答案

2020-11-02 奇點使者

據報導，來自清華大學和北京航空航天大學的聯合科研團隊，近日於《自然·天文》期刊上發表文章，表示通過超級計算機天河二號集群的應用，模擬出了太陽系小行星的自旋演化過程，揭示了陀螺型小行星的演化之謎。



什麼是陀螺型小行星？

在太陽系中，小行星的數量非常多，它們主要分布在火星和木星之間的小行星帶之中，由於各自的模樣不同，也被分為不同的類型，本文中跟大家介紹的陀螺型小行星，則是因為它的外形看起來好像是一隻陀螺，這一類的小行星赤道脊呈現明顯的鼓起而得名。

在太陽系中，絕大多數的小行星都是陀螺型小行星，不過，究竟它們是如何形成「怪異」模樣的呢？這個問題，可以說是世紀難題。



一直到2018年，日本和美國先後發現了同樣為陀螺型小行星的龍宮小行星和貝努小行星，並且在這兩顆小行星的表面，都發現了很多巨石，通過探測，這些巨石出現的時間，和這兩顆小行星誕生的時間一致，當時就有研究者猜想，或許這兩顆小行星的身上，隱藏著陀螺型小行星的演化之謎。



神秘的龍宮小行星和貝努小行星

讓我們從發現時間上來看這兩顆小行星，首先是發現於2018年10月份的龍宮小行星，它是由日本的「隼鳥2號」探測器發現的，它是一顆碳質巖石小行星，直徑大約為900米，上面有著不少的隕石坑。

在太陽系中，碳質巖石小行星的數量同樣有很多，在研究中，也有一種觀點認為，碳質巖石小行星在地球誕生早期，通過和地球相撞，將構成生命的基本元素送到了地球上。換句話說，碳質巖石小行星，在地球生命演化的過程中，或許曾經充當了非常重要的角色。

接下來，則是發現於2018年12月份的貝努小行星，它是一顆非常神秘的小行星，同時，它也是對地球存在著極大威脅的小行星，因為通過研究，科學家們認為貝努小行星大約在22世紀末，也就是大約180年之後，或許會和地球相撞。



此外，在美國的，「奧西裡斯-REx」探測器發現貝努小行星的時候，還在上面發現了水的痕跡，並且發現貝努小行星的上面竟然存在著黏土，水就是存在於黏土之中。

同時，通過對貝努小行星的研究，科學家們在它的上面發現了大量的圓形巨石，並且認為貝努小行星的年齡最大約為10億歲，它一開始，就是存在於火星和木星之間的小行星帶之中，不過，它應該是另一顆體積較大小行星的殘留天體，這意味著，在遠古時期，貝努小行星曾經因為一場大碰撞而誕生。

無論是龍宮小行星還是貝努小行星，它們的身上都隱藏著許多的謎團，同時，它們的共同點為：都是陀螺型小行星，上面也都有著巨石。研究者認為，或許想要揭開陀螺型小行星的形成之謎，答案就隱藏在這些與它們同時誕生的巨石之上。



神秘巨石揭開陀螺型小行星演化機制

在確認了研究方向後，科學家們首先從研究陀螺型小行星上面的巨石分布規律入手，龍宮小行星和貝努小行星是非常好的研究素材。

通過研究，科學家們發現，陀螺型小行星並不是誕生時就是陀螺的形狀，而是由於它們的表面散熱不均勻，導致自旋速度過快而形成的。

近年來，清華大學和北京航空航天大學，一直在研究空間顆粒動力學軟體，希望可以通過建立千萬級顆粒精度的行星地表模型，來追根溯源，搞清楚太陽系內各天體的演化史。

最終，在天河二號高性能計算集群的協助下，科學家們將時光「倒流」回100多萬年之前，發現小行星由於自旋加速，可以引起離心力增大，最終，赤道脊就會不斷隆起，一直到變成一個陀螺的形狀。



困擾了科學界多年的謎團被揭開了，這對於人類來說，是了解太陽系天體演化的又一次進步，特別是對於研究小行星來說，更是意義非凡。

下一步，科學家們也將繼續重點研究龍宮小行星和貝努小行星，特別是後者，由於它對於地球威脅很大，很多科學家都相信它未來會撞上地球，所以，也將發射探測器去貝努小行星上取樣，帶回地球好好研究它，一起拭目以待吧！

資料來源

《科技日報》10月22日文章《回眸百萬年時光 超算揭示陀螺型小行星演化機制》

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  • 宇宙中的天體為什麼都會自轉？原因其實很簡單，你猜對了嗎？
    宇宙中的天體為什麼會自轉？這個問題的最直接答案是由於角動量守恆。但是角動量守恆其實只能解釋它為什麼能一直轉，至於它一開始為什麼會轉起來則無能為力。所以我畫了幾個圖來解釋一下它們一開始為什麼轉。宇宙形成的初期，物質粒子（主要是氫和氦）幾乎均勻地分布在宇宙當中。但由於物質的分布存在微小的不均勻性，又由於引力平方反比關係，隨著距離減少物質間的引力急劇增加，因而這種不均勻性被彼此靠近的粒子迅速放大，引力平衡被破壞，物質粒子開始在引力作用下互相聚集。
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