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美國宇航局的奧西裡斯-雷克斯探測器於2018年12月抵達小行星本努,這是人類探索過的最遠天體,直徑500米,距離我們大約64億公裡。而僅僅一周後,科學家就發現了本努的一些不尋常之處:這顆小行星正在向太空噴射粒子。
事實上,探測器的導航攝像機首先發現了這些粒子,但科學家最初認為它們只是背景中的恆星。經過更仔細的觀察,奧西裡斯-雷克斯團隊意識到它們是巖石顆粒,並開始擔心它們可能對探測器構成危險。
正在失去質量的小行星被稱為「活動小行星」,有時也被稱為「主帶彗星」。「它們有時會留下短暫的塵埃和碎片痕跡,看起來就像彗星的尾巴。當這些類型的小行星第一次被觀測到的時候,天文學家認為這些軌跡是由融化的冰構成的,就像彗星的尾巴一樣。但是現在我們知道有幾種機制可以使小行星造成這種現象。
首先,質量脫落的小行星有時被稱為「主帶彗星」,因為在望遠鏡圖像中它們有像彗星一樣的尾巴。而實際上還有很多活躍小行星沒有被科學家發現很,它們中的大多數正在失去大量的物質,以至於用望遠鏡都能看到它們的慘狀。然而大多數小行星的狀態都是穩定的,事實上,在地球視野的觀測中,本努似乎是一個不活躍的小行星。為了了解到更多關於這顆神秘天體的信息,奧西裡斯-雷克斯探測器來到這裡,為我們解開它的神秘之處。
正在噴射粒子的本努
奧西裡斯-雷克斯探測器沒有讓我們失望,它給我們帶來了眾多驚喜,其中就包括神秘的例子噴射,這次意外的發現引起了科學家的重點的關注和研究。科學家分析,像本努這樣活躍的小行星有各種各樣的原因,比如升華冰、撞擊、旋轉不穩定性、熱斷裂和靜電斥力等等。儘管存在多種可能性,但是觀測表明這些粒子噴發是周期性的,而不是連續的。研究小組重點關注了1月6日、1月19日和2月11日的三次最大的粒子噴發。最大的事件發生在1月6日,當時奧西裡斯-雷克斯看到大約200個粒子離開了本努。總的來說,這些粒子的移動速度約為每秒3米,大小範圍從不到2.5釐米到10釐米不等。
這三次噴發都發生在小行星表面的不同位置。一次發生在南半球,兩次發生在赤道附近。它們都發生在中午,而且似乎沒有什麼值得注意的地方。而且它們從本努噴射出來後,要麼在返回小行星表面之前短暫地繞軌道運行幾天,要麼直接被噴射到太空中。
可能的原因
科學家在研究了粒子噴發之後,他們排除了一些原因,並確定了三個潛在的原因:流星撞擊、熱應力破裂或水蒸氣釋放。原因如下:
本努附近到處都是小的太空巖石。所以有可能是這些巖石撞擊了本努,使本努表面的粒子鬆動,進而將它們送入軌道或送入太空。
熱應力破裂也可以解釋這些噴發物的出現。因為本努的旋轉周期為4.3小時,而小行星的表面溫度在這段時間內變化很大。三個主要的粒子噴發事件都發生在下午,當溫度從寒冷的夜間低點上升到白天的高點時。這些溫度變化可能導致巖石破裂,粒子被拋出。
還有一種是水蒸氣釋放。觀測表明本努含有大量的含水粘土,白天的加熱會使它膨脹,在它試圖逃離時會產生壓力。這種壓力會在巖石的裂縫和縫隙中形成,攪動巖石,使顆粒鬆動,讓它們逸出。
當然,這只是其中三種可能的原因,或許還有多種原因我們尚未發現。由於本努含有水,這在其它小行星上是非常罕見的。因此,如果是水的釋放導致的,那麼對一些乾燥小行星來說,這項發現將毫無意義,但是,如果粒子的釋放是由流星撞擊或熱破裂造成的,那麼這種小規模的粒子損失可能發生在所有的小小行星上,這意味著我們又發現了小行星的一個特點。
正如日本隼鳥2號那樣,在2020年夏天,奧西裡斯-雷克斯也將從本努收集樣本,並在2023年之前返回地球。這些被彈射到小行星上的粒子小到足以在取樣時採集,所以有些可能會返回地球。很難確定樣品中是否有噴射物,但也不是不可能。如果是的話,我們可能會更多地了解活躍的小行星,以及是什麼導致了樣品中粒子的噴射。
與此同時,奧西裡斯-雷克斯將在本努待很長一段時間,並用它的科學儀器就像研究這顆神秘的天體。在收集任何樣本之前,我們將對這顆小行星有更多的了解,也許會有更多的驚喜也說不定哦。