Ryugu小行星的高解析度影像表明它與太陽有過一次近距離的相遇

2020-09-03 天文在線

Hayabusa2正在飛回地球的途中，但科學家們仍在回顧這架太空飛行器訪問Ryugu小行星時收集的數據，包括停留在這個小行星上的短暫瞬間。Ryugu的新圖像給觀察這一巨大的巖石堆提供了一個史無前例的視角，以及一個關於其怪異的、雙色調表面可能的解釋。

根據《科學》新發表的研究，新處理過的Ryugu小行星表面的圖像，解析度達到每像素一毫米。這些史無前例的鏡頭特寫使得研究人員可以仔細地研究這個小行星，包括隼鳥二號著陸的方式對其表面的影響。吸引人的是，這項新的研究提供了一個關於小行星奇特顏色的解釋：一個在太陽附近短暫但劇烈的活動。這項最新的研究是由來自東京大學地球和行星科學系的Tomokatsu Morota共同完成。

這些圖像拍於2019年2月21日，是在鳥二號的兩次著陸中的第一次著陸時拍的。該探測器在接觸點上投放了一個炮彈在其表面上，製造了一片碎片殘骸區。第二次著陸發生在2019年7月11號，該探測器深入表面收集材料。一個特殊的容器（有希望地）挖了一些巖石和塵土，這些都正在返回地球的途中。隼鳥二號是日本太空總署（JAXA）執行的一項任務，預計這架探測器將於2020年12月運載著它的貨物返回地球。

Ryugu距離地球約3億公裡（1.86億英尺），直徑為870米（2854英尺）。這個小行星的形狀像個旋轉陀螺，但它基本上是一團碎石堆。正如研究人員在這篇新論文中指出的一樣，Ryugu形成於一次古老時候的撞擊，致使其分解為更小的碎片，最後重組為一個單一且鬆散的結構。

隼鳥二號的攝像機捕捉到著陸點以及周邊地區的奇妙細節，那裡有許多看得見的巖石和鵝卵石。科學家們現在能確定這個富含碳的小行星的年齡，並且更好描述它的地質歷史。

Ryugu的球形地圖顯示了小行星藍色和紅色的光譜特徵：Morota et al., 2020

Ryugu更神秘的方面之一還得從它兩種不同類型的表面物質說起，其中一種物質位於小行星的中緯度地區散發著紅色色調，另一種沿著赤道邊緣和極地地區分布，呈藍色。小行星的巖石趨於藍色，但周圍的細粒物質卻是紅色的。表面物質為藍色的環形山往往比表面物質為紅色的環形山要年輕。然而科學家們一直不知道為什麼會有這些圓點狀的特徵以及小行星不同的顏色。

在一次巧合中，隼鳥二號成功拍到了小行星受到炮擊之前與之後的照片，展示出著陸地受到炮擊前後的真實模樣。這項新的研究報告描述了探測器著陸是如何激起一層黑色的細粒物質，而這正好與小行星紅色部分相吻合。對這些物質的比較形成了一個有趣的新理論。

研究人員在研究報告中寫道：「我們認為，如果Ryugu小行星在太陽附近發生過短暫的軌道偏移，造成表面溫度更高，那麼短時間內表面發生的紅化現象就能夠解釋得通。」

Ryugu小行星表面的並排視圖和不同物質的分布。圖片：Morota et al., 2020

至於紅化現象什麼時候發生，這個還不是很清楚。使用模型來估計一段時間內撞擊的頻率，作者提出了兩種可能性，這取決於小行星的軌道歷史和小行星在其誕生地——火星與木星之間的小行星帶——所花費的時間。

作者在報告中寫道：「表面的紅化現象發生之後，從赤道到中緯度地區的紅色的物質受到撞擊、熱疲勞和物質坡移（斜坡運動）而被分解並重新分布。隨後，Ryugu小行星的表面形成一層紅色和藍色混合成的物質。」

根據研究，如果這個小行星沒有離開它的發源地，30萬年前它的表面就會發生紅化，但如果它偏離了主要的小行星帶，紅化還得追溯到850萬年前。而Ryugu本身估計已有900萬年的歷史。

研究人員們認為另一個可能性是太空風化，這也會造成小行星表面紅化。但這個可能性被研究員排除了，因為太空風化通常只影響100納米左右的薄層。另一方面，太陽的熱能能滲入表面幾十釐米，這都能與Ryugu小行星紅色物質的深度相匹敵了。

作者: George Dvorsky

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