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小行星首现真身!似高尔夫球,就藏在太阳系!

  • 2020年02月19日 08:09
  • 来源:遨游世界科学
  • 作者:世界杯预选赛-世界杯赛程表_足球赛事直播表2016

照片终于被拍摄下来,这张照片显示,帕拉斯的形状更像是一个“高尔夫球”,有着...由于小行星带中小型小行星比大型小行星要常见得多,这意味着帕拉斯比其他小行星更...

小行星首现真身!似高尔夫球,就藏在太阳系!

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1802年,德国天文学家海因里希·奥尔伯斯观测到了他认为是主小行星带内的一颗行星。随着时间的推移,天文学家们将这一小行星命名为帕拉斯,这是来自希腊武士女神雅典娜的另一个名字。随后科学家在主带发现了更多的小行星,于是帕拉斯将被重新归类为一颗大型小行星,是该带仅次于谷神星和灶神星的第三大小行星。

小行星首现真身!似高尔夫球,就藏在太阳系!

几个世纪以来,天文学家一直在观察帕拉斯,以进一步了解其大小、形状和组成。直到到本世纪初,天文学家才得出结论,它是一个扁球体(一个拉长的球体)。近日多亏了一个国际团队的最新研究,帕拉斯的第一张详细照片终于被拍摄下来,这张照片显示,帕拉斯的形状更像是一个“高尔夫球”,有着浓重的酒窝。

法国马赛天体物理实验室的皮埃尔·韦纳扎是该小组的主要调查员,该小组成员来自世界各地的21个研究机构。Michal Marsset是麻省理工学院地球、大气和行星科学系的博士后助理,是这项研究的主要负责人。

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这是来自太阳系内部和木星的小行星。其中环形小行星带位于木星和火星轨道之间。

几个世纪以来,天文学家们都知道,与主要小行星带中的大多数天体相比,帕拉斯的轨道是高度倾斜的。这些天体中的大多数绕太阳的轨道大致呈椭圆形,轨道倾角小于30°,而帕拉斯轨道相对于太阳平面的倾角为34.837°,不过这个原因到现在仍然是个谜。

为了进行研究,韦纳扎和他的团队获得了11张帕拉斯的图像,这些图像是由ESO超大型望远镜(VLT)上的光谱偏振高对比度系外行星研究仪器(SPHERE)获得的。这些照片拍摄于2017年和2019年,当时研究小组保留了组成VLT的四台望远镜中的一台,以拍摄帕拉斯在其轨道上离地球最近一点时的图像。

由于球体仪器的极端自适应光学系统,研究小组观察到一个表面被陨石坑完全凹陷,看起来像一个高尔夫球。科学家开玩笑:可惜宇宙中没有这么大的高尔夫球棒。至于为什么呈现的是高尔夫球的形状,研究小组考虑了帕拉斯的倾斜轨道之后猜测,它在完成绕太阳的一个轨道周期需要四年半(1686天),在这个时间内很可能会经历多次撞击的可能性。他们计算,这些撞击的破坏力将是同一轨道上两颗小行星碰撞的四倍。正如马塞特向麻省理工新闻解释的那样:“帕拉斯”轨道意味着高速撞击。从这些图像中,我们可以说帕拉斯是我们所知的小行星带中弹坑最多的天体。就像发现了一个新世界。”

研究小组利用从不同角度拍摄的11幅图像,对它们进行编辑,生成小行星形状的三维重建图,以及小行星两极和赤道部分地区的陨石坑图。从中,他们能够识别出36个直径大于30公里(18.64英里)的陨石坑,这大约是杀死恐龙的撞击陨石坑(奇克苏鲁布陨石坑)直径的五分之一。

与地球和其他天体上发现的陨石坑相比,帕拉斯陨石坑虽小,但似乎覆盖了小行星表面至少10%的面积,这表明它有着相当悲惨的历史。为了确定到底有多暴力,研究小组进行了一系列模拟,模拟了帕拉斯(以及谷神星和灶神星)自大约40亿年前形成以来与主带其他部分的相互作用。

这些模拟考虑了小行星的大小、质量和轨道特性,以及主带内物体的速度和大小分布。然后,他们记录了与这三个物体中任何一个的模拟碰撞所产生的至少40公里宽的弹坑(帕拉斯上大多数弹坑的大小)。他们发现,帕拉斯上40公里的陨石坑可能是由一个比灶神星上任何一颗谷神星都小得多的物体形成的。

由于小行星带中小型小行星比大型小行星要常见得多,这意味着帕拉斯比其他小行星更有可能经历高速撞击事件。研究显示帕拉斯的碰撞次数是谷神星或灶神星的两到三倍,它倾斜的轨道是我们在其他两颗小行星上都看不到的非常怪异的表面的直接解释。

根据帕拉斯的最新图像,科学家还发现了南半球的一个亮点和赤道附近的一个巨大的撞击盆地。虽然研究小组不确定亮点可能是什么,但他们推测,这可能是地表上一个非常大的盐层。这部分是基于他们的三维重建,这提供了对帕拉斯体积(他们结合已知质量)的最新估计。

从这一点出发,研究小组计算出帕拉斯在密度上与谷神星或灶神星有很大的不同,它很可能是由数十亿年前的水冰和硅酸盐组合而成。随着时间的推移,水冰融化,会使硅酸盐水化,在内部形成盐沉积,这些盐沉积可能会受到撞击。另一个可能的证据是双子座流星雨。

每年12月,当地球穿过小行星Phaethon的碎片云时,这一事件就发生了。Phaethon是一颗近地小行星,被认为是最终进入地球轨道的帕拉斯的碎片。考虑到双子座的钠含量有一定的范围,马塞特和他的同事推测,这些可能来自帕拉斯内部的盐层沉积。

至于测量约400公里(250英里)宽的撞击盆地,研究小组模拟了赤道沿线的各种撞击,并追踪了可能产生的碎片。根据他们的模拟,研究小组得出结论,撞击盆地很可能是17亿年前与一个直径在20至40公里的物体发生碰撞的结果。这次撞击会将碎片射入太空,然后落回小行星上,形成一个恰好与最近观测到的帕拉斯身后的一系列碎片相匹配的模式。这大概是帕拉斯的起源之谜吧!



(注:来源如注明,世界杯预选赛-世界杯赛程表_足球赛事直播表2016,编辑:芯淑)
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