宇宙起源之謎-解密小行星

據考察,人類歷史,最早能追溯到兩百萬年前,看似很久遠,實際上,和太陽系45億年的歷史相比較,實在渺小。

所以,沒有人親眼看到過行星形成和物質變化的過程。

因此,為了瞭解太陽系和行星的演變過程,以及生命起源之謎,科學家必須從其他地方去尋找線索。

小行星、彗星以及宇宙中其他的體積較小的天體就進入了科學家的眼中。就像偵探在大量的法醫結果中抽絲剝繭般的找出自己想要的線索,從而得到最終答案一樣,科學家渴望通過研究這些天體,回溯45億年前發生的事情,以瞭解世界的起源。

行星上的流星雨、墜入星球的隕石、太陽下燃燒的彗星、被甩出海王星軌道的小行星以及碰撞後被拋出的小天體都是他們的研究對象。每個太空岩石都包含了太空中史詩級事件的線索。這些“非行星”在我們太陽系的歷史中佔據了重要的角色,美國宇航局對這些“非行星”的研究有助於我們瞭解包括地球在內的行星是如何形成的,還能從隕石中找到危機,以探索未來。

“他們可能沒有巨型火山,全球海洋或沙塵暴,但小世界可以回答我們對太陽系起源的重大問題,”華盛頓NASA總部行星科學部代理主任Lori Glaze說。

從伽利略1991年的小行星Gaspra飛越開始,美國宇航局一直在探索小行星。

1996年, NASA的會合-舒梅克號(Near Earth Asteroid Rendezvous – Shoemaker)探測器發射升空,開啟了人類與太陽系小行星親密接觸的探索之旅。於2000年成功著陸愛神星號,進行了最初並未計劃的測量任務。

美國東部時間2005年7月4日美國獨立日當天(PDT時間2005年7月3日),NASA發射的深度撞擊號探測器撞擊了坦普爾1號彗星。地面的相關儀器和太空望遠鏡在撞擊發生時觀測到,彗星亮度增大了一定數量級,深度撞擊號觀測器記錄下了撞擊處發出的明亮光芒。

太陽系演化歷程:

宇宙起源之謎-解密小行星

在50億年前,銀河系的某個深處。一大片星際雲團在引力的作用下逐漸收縮,慢慢聚集成一團。而位於中心很小區域內的氣體,在重力的擠壓下,形成了具有超高密度和溫度的球體,這就是原始的恆星。由於引力作用持續而強烈,氣體和灰塵顆粒被不斷吸入並相互加壓,產生了越來越多的熱量。在未來50萬年的時間裡,年輕的恆星將變得更小,但更亮、更熱。核心區域的溫度將逐漸達到1500萬攝氏度。隨著溫度的逐漸升高,內核開始產生核聚變反應。巨大的能量向四周噴出,形成強大能量風。能量風吹離了太陽四周尚未被來得及吸入的灰塵與氣體。一顆恆星便這樣形成的,而這顆恆星就是現在的太陽。在太陽形成之後,大量遠處的星際氣體、岩石和冰封碎片,在太陽引力的作用下圍繞太陽公轉。而這些氣體、塵埃、岩石和冰塊碎片就是未來行星、衛星、小行星和彗星的萌芽。

其中小行星至今還保留著太陽系形成初期的一些信息,這給我們研究太陽系的起源和演化提供了大量依據。

“小行星,彗星和其他小天體都是太陽系誕生的產物,如果我們想知道生命的起源,我們必須研究這些天體,”Glaze說。

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1801年,意大利天文學家皮亞齊發現人類歷史上發現的第一顆小行星-穀神星,2006年,國際天文學會重新將穀神星定義為矮行星。2015年,“黎明”號探測器飛抵穀神星,拍下奧卡託隕石坑的偽色圖。

穀神星很可能是一個分化型星球,具有岩石內核,地幔層包含大量冰水物質,現探測到星球表面有大量載水礦物質。初步推測水佔穀神星體積的40%左右。穀神星還能通過太陽能獲得能量,因為它距離太陽僅2.8個天文單位,相比之下,木衛二和土衛二距離較遠,分別是5.2和9個天文單位。

穀神星位於火星和木星軌道間的小行星帶中,此前研究已確認其內部存在大量的冰。歐航局在《自然》雜誌上報告說,他們利用赫歇爾望遠鏡首次在穀神星上發現了水蒸氣,這些水蒸氣來自穀神星表面顏色較深的區域。水蒸氣的量並不大,約為每秒6千克,但這一發現對於證實穀神星上有水意義重大。研究人員推測,水蒸氣冒出的原因可能有兩個:一是太陽照射使穀神星表面的冰被迅速加熱所致,二是穀神星內部存在水。科學家推測可能擁有液態水的海洋。

灶神星,小行星序號為4 Vesta,又稱第4號小行星,是太陽系最大的小行星之一,平均直徑525千米(326英里),是德國天文學家海因裡希·歐伯斯在1807年3月29日發現的。

灶神星是繼矮行星穀神星之後,質量第二大的主帶小行星,佔有主小行星帶總質量的9%。 質量雖然比智神星多一點點,但體積卻比較小,是體積第三大的小行星。灶神星形成巖質行星剩餘的原行星(內部分異)。一、二億年前,灶神星曾經被撞擊,產生了許多碎片,並留下兩個巨大的撞擊坑,而且南半球有著很高的密度。這次事件的一些碎片已經墬落到地球,成為HED隕石,提供了有關灶神星的豐富資訊來源。

灶神星是從地球可以看見的最亮的小行星,它距離太陽最遠時的距離只比穀神星最近的距離遠了一點,不過灶神星的軌道完全在穀神星的軌道之內。

NASA的黎明號太空船在2011年7月16日至2012年9月5日進入環繞灶神星的軌道,進行了將近一年的探測,然後前往穀神星。

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2015年4月6日,美國宇航局發射的“黎明”號探測器,在經歷了近8年,超過50億公里的星際探索後,成功抵達穀神星軌道。美國宇航局近期正式公佈了“黎明”號拍攝的穀神星表面彩色照片。

通過圖片的顏色,科學家可以分析出穀神星表面的不同物質結構,從而推測出這顆直徑950公里的矮行星的演化過程

2017年2月18日消息,前往穀神星 Ceres 的 Dawn 探測器有了驚人的發現 — 利用探測器的可見光與紅外線光譜儀,他們發現了表面上竟然有簡單有機物的存在,分佈在一個名為 Ernutet 的隕石坑內及其四周,方圓約 1000 平方公里的範圍內。考慮到科學家完全沒有預期會發現有機物,而且數量巨大。根據光譜儀尋找到的碳-氫元素,推測表面上最多的應該是甲基與亞甲基化合物。

而且科學家推測它們很可能是在穀神星上演變生成的,而非由其他天體通過碰撞或其他途徑到達穀神星表面。我們已經知道穀神星上藏水量不小,配合碳酸化合物和土質,在陽光照射下,有可能出現往更復雜的有機化合物前進的條件。

穀神的複雜程度更預示了太陽系的複雜歷史,對穀神星及其他小行星的研究,將有助我們瞭解太陽系的演化過程,和生命起源之謎。

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穀神星上的神秘亮點

宇宙起源之謎-解密小行星

科學家推測,穀神星上水冰蒸發變成水汽向太空逸散,而且神秘亮點有可能就是穀神星上的水冰反射太陽光所致。


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