NASA 露西号最新发现:1.55 亿年前诞生的“花生”小行星藏着水的线索
NASA 的露西号探测器在前往木星特洛伊小行星群的途中,进行了一次全面的飞行演练,近距离观测了一颗名为唐纳德约翰森(Donaldjohanson)的小行星。探测器以每秒约 13 公里的速度,在距离小行星约 960 公里的地方掠过,揭示了这颗天体并非简单的岩石,而是一个形状如同花生、在太空中以复杂方式旋转的小世界。
地面望远镜曾暗示该小行星具有拉长形状,但露西号的近距离观察揭示了其远超预期的运动模式:它实际上围绕两个轴线同时旋转,每 10.5 天完成一次从一端到另一端的翻转,并且每 26.5 天围绕其长轴进行一次摆动。这种独特的“摇头晃脑”的翻滚运动在已知的小行星中十分罕见。
观测图像显示,这颗小行星呈现出清晰的双瓣结构,两个部分由一段相对狭窄的颈部连接,整体外观酷似花生。
研究团队推测,这两个瓣体最初是同一颗母体小行星在一次剧烈的碰撞中产生的碎片,之后在自身引力作用下重新聚集形成。该小行星的轨道特性表明,它很可能属于埃里戈内(Erigone)小行星家族,该家族源于大约 1.55 亿年前一颗大型母体解体的事件。
科学家估计,唐纳德约翰森小行星在形成之初的自转速度至少是现在的十倍。在过去的 2000 万至 6000 万年间,其自转速度逐渐减慢至目前水平。这种减速很可能归因于 YORP 效应,即太阳加热小行星表面后,不同区域以红外辐射形式散发热量,产生微小的反冲力。由于小行星形状不对称,这些力累积形成一个净扭矩,从而在漫长的时间里改变了其自转状态。自转减慢导致离心力与引力之间的平衡发生变化,松散的岩石碎屑沿着坡面滑落,使得影像中许多陨石坑的边缘呈现出被“磨平”的痕迹。
露西号携带的光谱仪还在小行星表面探测到了富含铁的层状硅酸盐(粘土矿物)的信号。这类矿物的形成需要液态水的参与。然而,研究指出,这种水作用过程应该是短暂且有限的,因为如果长期暴露在水中,粘土中的铁会被镁等元素所取代。这与 NASA 的 OSIRIS-REx 任务探测到的小行星贝努(Bennu)以及日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的隼鸟 2 号任务探测到的小行星龙宫(Ryugu)形成了鲜明对比。后两者表面发现了富镁粘土,表明其母体曾经历过持续数百万年的水蚀变。这些差异表明,这三颗小行星的母体可能形成于太阳系早期不同的时空区域,之后才迁移到目前位于主带的位置。
这颗小行星以发现著名古人类化石“露西”的古人类学家唐纳德 · 约翰森的名字命名,他于 1974 年在埃塞俄比亚进行了这一发现。露西号探测器的名称也来源于这具改变了人类对自身起源认知的化石。此次飞越是露西号为期 12 年任务中访问的第二颗小行星,此前它已于 2023 年飞越了小行星丁基内什(Dinkinesh)。该探测器预计将于 2027 年 8 月 12 日飞越第一颗木星特洛伊小行星欧律巴忒斯(Eurybates),正式开始其核心科学探测任务。
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