慘!這顆小行星居然被撞得千瘡百孔……

2020-12-05 天文在線

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研究表明,小行星Pallas表面隕坑密集,有著劇烈的撞擊活動。運行軌道可以部分解釋。同時Pallas的密度和其他組成部分表明,小行星和球粒狀隕石組成非常相似。

這顆巨大的小行星的表面布滿坑洞。

歐洲南方天文臺甚大望遠鏡拍攝的小行星智神星的照片。

(圖源:歐南臺/韋爾納扎 等)

一項新的研究顯示,對至今仍未被宇宙飛船造訪過的小行星智神星,我們的最佳視角揭示出了一段超乎尋常的遭受過巨大打擊的過去,被撞擊的原因很有可能是由於智神星異常高的軌道傾角。

1802年,智神星(音同帕拉斯)成為被人類發現的第二顆行星。它以希臘神話中的智慧女神帕拉斯·雅典娜命名,是迄今被發現的第三大小行星,約佔太陽系小行星帶質量的7%。它擁有約為318英裡(513公裡)的平均直徑,約為月球直徑的15%。

(圖為智神星在太陽系中位置示意圖)

這顆小行星仍有很多未知之處。為了揭開智神星的眾多謎團,科學家們在一項新的研究中啟用了位於智利北部阿塔卡馬沙漠中的配置在甚大望遠鏡上的高解析度光譜偏振法系外行星搜索儀(SPHERE),以前所未有的細節分析了智神星的表面和形狀。

從研究人員對智神星的表面拍攝的十一張照片來看,這顆小行星表面布滿了寬度從18.5至75英裡(30至120千米)的坑洞。計算機模擬結果表明,智神星的隕坑數量是已知最大的小行星——矮行星穀神星的隕坑數量的兩倍,是已知第二大(也是最明亮的)小行星灶神星的三倍。

「智神星遭受過很劇烈的打擊,」該研究的共同作者之一,捷克共和國查爾斯大學的天文學家米羅斯拉夫·布羅茲接受空間網採訪時說,「它的表面看起來像一個高爾夫球。」

智神星表面的兩個巨大的隕石坑,一個接近南極,另一個靠近赤道——暗示這顆小行星曾經經歷過激烈的側面撞擊,拋射物直徑可達37到65英裡(60到90千米)。研究人員補充說,在赤道附近的隕石坑撞擊的影像之一就是形成了由數百個直徑不到12英裡(20千米)的小行星組成的小行星帶圍繞在智神星周圍。

(圖為研究團隊拍攝的智神星的圖像。)

南北半球布羅茲表示,「我們進行了數值模擬來推演小行星帶的大體年齡,結果是一千七百萬年,這應該與智神星的表面年齡相對應,至少是它的實體部分。」

作為該實驗的一部分,計算機模擬了過去對這顆小行星的碰撞。撞擊智神星的物體也曾以極高的速度運行,平均速度約為25725英裡/小時(41400千米/小時),在這種情況下與小行星相撞產生了平均速度約12975英裡/小時(20880千米/小時)的小行星帶。這項研究表明,這麼高的速度可能是由於智神星自身被拉長了的軌道和異常傾斜角度造成的。研究者補充,因為高速撞擊比低速撞擊更容易產生隕石坑,智神星的異常軌道也是它的表面比穀神星和灶神星更加起伏不平的理由。

利用他們的圖像和對小行星質量的估算,研究人員建立了一個智神星的3D模型,發現這顆行星的密度比穀神星大,比灶神星小。根據這條信息,研究組認為智神星的巖石和冰的含量比穀神星更高。

研究顯示,結合智神星的密度和它反射特定波長的紅外光的程度可以得出,這顆小行星在成份上與一種叫CM球粒隕石的碳質球粒隕石相似。

球粒隕石是一種由微小的圓形球粒組成的隕石,是熔融的礦物液滴在太空中迅速遇冷形成的。CM球粒隕石是碳質(即富碳)球粒隕石最常見的一種形態,其中內含豐富的複雜有機分子。根據對現有的CM球粒隕石的研究,研究者們可以認定,由於智神星內部從未到達一個足夠能分裂出密度大、矽質重的巖心與富水的地幔的溫度,因此它的內部可能會是巖石和冰的混合物。

儘管如此,智神星的巨大體積仍然顯示出他可能保持足夠讓鹽水分離並升華的溫度。科學家解釋說,在小行星內部的鹽沉積可能是智神星表面可見的一塊亮斑的形成原因。

布羅茲表示,在未來,研究將會把重點放在已被歐南臺的甚大望遠鏡的高解析度光譜偏振法系外行星搜索儀發現的其他行星上,如鬩神星,健神星, 金屬小行星16Psyche, Daphne and Interamnia。

科學家們發表在《自然天文學》雜誌上的一項研究中詳述了他們的發現。

作者: Charles Q. Choi

FY: Nirvana

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