?隼鳥2號在“龍宮”上短暫著陸。圖片來源：JAXA
“龍宮”有兩種顏色（紅色和藍(lán)色），而它們的締造者可能是太陽。
5月8日出版的《科學(xué)》刊登了國際團(tuán)隊對隼鳥2號數(shù)據(jù)的最新研究結(jié)論，緯向顏色的變化表明，暴露于星體表面的物質(zhì)是因太陽加熱和/或空間風(fēng)化而變紅的。
近地小行星（162173）“龍宮”被認(rèn)為是一個原始的碳質(zhì)天體，含有水合礦物和有機(jī)分子，其運行軌道大多位于地球和火星之間。日本隼鳥2號曾于去年短暫著陸“龍宮”，并在進(jìn)行樣本采集時，拍攝了高分辨率的圖像和視頻，令研究人員能對其巖石表面做近距離觀察。
該研究負(fù)責(zé)人、東京大學(xué)地球和行星科學(xué)系的Tomokatsu Morota提到，小行星表面變紅是由太陽短期強(qiáng)烈的加溫所致，原因之一是“龍宮”運行軌道短暫地轉(zhuǎn)向太陽。
兩種顏色
“龍宮”直徑約1千米，赤道附近由于自轉(zhuǎn)離心力而膨脹，形成類似算盤珠或陀螺的形狀。它的表面布滿碎石，有類似隕石坑的凹陷。隼鳥2號先前的觀測顯示，“龍宮”表面是由兩種不同類型的物質(zhì)組成的，一種顏色略為偏紅，另一種稍微偏藍(lán)。然而，這種顏色變異的原因仍然未知。
南京航空航天大學(xué)航天學(xué)院航天新技術(shù)實驗室教授李爽在接受《中國科學(xué)報》采訪時提到，“龍宮” 是富含揮發(fā)性物質(zhì)和有機(jī)物的C型小行星，與大約46億年前地球誕生時的狀態(tài)相近。因此，科學(xué)家希望通過分析采集到的“龍宮”樣本，了解太陽系形成以及內(nèi)行星的起源和演化，尤其是揭示生命起源。
Morota團(tuán)隊及合作者分析了隼鳥2號在“龍宮”表面進(jìn)行的樣本收集工作及其傳回的數(shù)據(jù)。研究人員通過對著陸圖像和對地表顏色的全面觀察，研究了取樣位置周圍和整個“龍宮”表面的地層學(xué)特征。
隼鳥2號的推進(jìn)器在著陸后立即“攪動”了由紅色物質(zhì)形成的暗細(xì)顆粒。研究人員提出，已識別的隕石坑與較紅物質(zhì)之間的地層關(guān)系表明，“龍宮”地表在較短時間內(nèi)紅變。
“我們認(rèn)為，‘龍宮’以前曾在太陽附近經(jīng)歷過一次短暫的軌道漂移，導(dǎo)致其表面遭遇了更高溫度的加熱。這樣短時間內(nèi)的變紅事件就可以得到解釋。”Morota說，“這與C型小行星水蝕證據(jù)缺乏相吻合?！?br> 然而，太陽對“龍宮”的加熱并不能解釋全面觀測所揭示的含水礦物的低豐度，因為“龍宮”上藍(lán)色或較亮區(qū)域并沒有經(jīng)歷過強(qiáng)烈的太陽加熱，含水礦物的豐度也較低。
不過，幸運的是，采樣點的光譜斜率和反照率的巨大局部變化表明，藍(lán)色和紅色成分都可能被隼鳥2號收集。研究人員預(yù)測，返回的樣品將包含被太陽改變和未改變的混合物質(zhì)，或有助于最終解開謎題。
探“星”之路
上述發(fā)現(xiàn)都要歸功于隼鳥2號，以及它與“龍宮”數(shù)次短暫但具有歷史意義的“親密接觸”。
重約600千克的隼鳥2號于2014年12月從日本鹿兒島縣種子島宇宙中心發(fā)射升空。2018年6月，隼鳥2號抵達(dá)“龍宮”附近預(yù)定位置，開始對其進(jìn)行拍照觀測，并投放了兩個小型探測車以調(diào)查小行星表面的各種信息，選擇最佳著陸位置。
觀測發(fā)現(xiàn)，“龍宮”表面大部分區(qū)域布滿碎石，遠(yuǎn)沒有想象中平坦開闊，因此原定于當(dāng)年10月下旬的著陸計劃不得不推遲。“龍宮”項目主管、日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）的Yuichi Tsuda表示，調(diào)查發(fā)現(xiàn)隼鳥2號可著陸范圍的半徑僅有3米左右，這是一個很大的挑戰(zhàn)。
終于，在經(jīng)歷了1542天的太空旅行后，隼鳥2號于2019年2月22日首次短暫登陸距地球約3.4億公里的“龍宮”，順利完成降落、發(fā)射彈丸撞擊地表、收集樣本和再度升空等一系列既定任務(wù)，在按計劃采集樣本后又飛回距小行星表面約20公里處的待機(jī)地點。
4月5日，隼鳥2號再次向“龍宮”表面發(fā)射銅球，制造了一個撞擊坑，為采集小行星地下巖石樣本做準(zhǔn)備。負(fù)責(zé)撞擊實驗的東京大學(xué)地球與行星學(xué)系行星學(xué)家Seiji Sugita表示，隼鳥2號發(fā)射了一顆重約2千克的銅球，銅球以每秒2公里的速度撞擊“龍宮”表面，轟出撞擊坑。這也是人類探測器首次在小行星上制造撞擊坑。
研究人員表示，此次制造出的撞擊坑直徑達(dá)10米，小行星內(nèi)部物質(zhì)在彈丸的撞擊下四處飛散。7月11日，探測器再次短暫著陸“龍宮”，并執(zhí)行了采集小行星地下巖石樣本的任務(wù)。小行星內(nèi)部巖石未受太陽風(fēng)和宇宙射線影響，分析這些巖石有助于進(jìn)一步了解小行星的形成歷史和太陽系的演化等。
最后，隼鳥2號于當(dāng)年11月飛離“龍宮”，計劃于2020年底將采集到的小行星樣本帶回地球。
揭開“面紗”
隨著隼鳥2號不斷傳回數(shù)據(jù)，人們也開始越來越清晰地了解“龍宮”的面貌。
Morota表示，在著陸點周圍有兩種形態(tài)的亞米大小的圓石：不規(guī)則深色圓石和表面光滑的亮圓石。這些大卵石在10米大小的遠(yuǎn)程圖像，以及小行星表面?zhèn)刹燔嚺臄z的更小范圍圖像中均能觀察到。
在下降作業(yè)過程中拍攝的圖像顯示，明亮卵石的表面反射率也存在亞米級的不均勻性；許多巖石的邊緣比平面表面更亮，這可能是由于巨石邊緣的磨損率較高所致。而且，其中一塊巨石似乎已經(jīng)裂成兩半，而破碎表面亮度是周圍表面的1.5倍。研究人員認(rèn)為，這是由于巨石內(nèi)部部分暴露在邊緣和破碎區(qū)域，這些觀察表明，巨石表面通常因暴露于空間而變暗。
今年3月刊登在《科學(xué)》的研究稱，通過觀察新隕石坑，研究人員發(fā)現(xiàn)，“龍宮”的表面不是很堅固，更像沙子而不是巖石。這證實了它只有大約900萬年的歷史。之前對“龍宮”的研究表明，它的年齡可能在900萬年或1.6億年左右。
此外，Sugita團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)了“龍宮”含水的證據(jù)，且水主要存在于含水礦物中?！啊垖m’只有以含水礦物形式存在的少量的水，而且卵石的光譜特性彼此非常相似。這表明它的母星非常均勻，而這需要加熱機(jī)制脫水。”Sugita告訴《中國科學(xué)報》，這也與新研究提到的“龍宮”軌道漂移相一致。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1126/science.aaz6306
https://doi.org/10.1126/science.aaz1701
https://doi.org/10.1126/science.aaw0422



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