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不是让我探测小行星吗,怎么到地儿变“彗星”了?

作者:果壳网 来源:果壳网 公众号
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03-27

最近,NASA又出了一个“大热闹”。


NASA发射了一颗新的探测器,全称叫Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer,意思是太阳系起源、光谱解析、资源识别、安全保障和小行星风化层探索者……缩写OSIRIS-REx


不管是全称还是缩写反正正常人肯定是记不住的,只要知道这个缩写和埃及神话中的冥王俄西里斯有关就行,所以我们叫它“冥王号”好了。


(左)埃及神话中的俄西里斯(Osiris)(最左边那个)来源:维基;(右)冥王号探测器,来源:NASA


冥王号的探测目标呢,是一颗叫做贝努(Bennu)的近地小行星


贝努的轨道。来源:TPS[1]


为啥叫贝努呢?不用说,肯定也是跟埃及神话有关的……贝努是埃及神话里的不死鸟。冥王号的任务是飞到这颗小行星附近,对小行星进行地毯式探测,然后采点小行星样品带回地球。


(左)埃及神话中的不死鸟贝努(Bennu),来源:维基;(右)冥王号小行星贝努,来源:NASA


2018年12月3日,冥王号抵达小行星贝努,12月31日,冥王号进入贝努的轨道,开始以距离贝努表面1.6-2.1公里的高度上环绕贝努进行探测。


冥王号的安排。来源:NASA & APL


小行星?彗星?


早在冥王号到达之前,人们就已经知道贝努个头很小,直径大约只有500米,也就比纽约帝国大厦高一点点吧。贝努的成分也很原始,它是碳质小行星的一种(C类B型),很可能保留着太阳系形成之初的信息,还可能富含水和有机物——这些都是冥王号最梦寐以求的


小行星贝努的大小。来源:NASA & APL


但这么小又成分这么原始的小行星,一般来说我们认为是非常宁静、没有什么激烈的地质活动的


冥王号PolyCam相机2018年12月2日拍摄的贝努。来源:[2]


然而,2019年1月6日,入轨才不到一周,冥王号就惊讶地发现……唉?贝努好像在往外喷射尘埃颗粒???[3]


为了证实是不是看错了,或者是不是一个非常偶然的事件,冥王号团队开始密切关注这些尘埃……结果又在接下来的2个月里再次观测到了。上周在美国休斯敦召开的第50届月球与行星科学大会上,冥王号团队宣布冥王号已经观测到超过10次“喷射事件”[4]——贝努的表面确实在向外喷射粒子羽流。


这是1月19日拍到的

冥王号NavCam1相机拍摄的两张不同曝光时间的照片合成的。来源:NASA/Goddard/University of Arizona/Lockheed Martin


什么情况?小行星变彗星了?



活跃小行星


更准确地说,贝努其实是一颗罕见的“活跃小行星”——它们看着像小行星,但又会表现出喷发、彗发、彗尾之类彗星一样的活跃特征。


几颗典型的活跃小行星。来源:[5]


今年1月,小行星(6478)Gault突然长出了一条“尾巴”,也成了一颗活跃小行星。



其实,早在冥王号抵达之前,就有天文学家发现贝努似乎有点儿像“彗星”了。意大利都灵天文台的Alberto Cellino和他的同事们通过甚大望远镜(VLT)在2018年2月到6月期间对贝努的偏振观测,发现这个小家伙似乎显示出了类似海尔-波普彗星那样的彗星特征[6]。而冥王号如今的观测,可能证实了这一点。


还上了《自然·天文》的亮点推荐。来源:[7]


贝努流星雨?


一颗普通小行星突然开始喷发的原因有很多:


内部有未耗尽的水冰、突然被撞了一下、自转加快导致解体……


贝努属于哪一种?这种喷发会是周期性的吗?目前还不清楚。这也是冥王号接下来将要重点探索和揭开的谜团。


不过,如果这种喷发是一种规律性的常态,那么,按照目前冥王号对贝努十几次喷发的观测来看,每次喷发事件,都会喷射出数十甚至数百颗颗粒物,小到毫米级的砂粒大到几厘米的小石块,而且其中一些喷射速度高达3米/秒——也就是说这些颗粒物有些慢的会落回贝努表面,快一点的会环绕贝努飞行,更快的……足以完全脱离贝努的引力飞向太空[4]。


贝努喷射的颗粒轨迹(绿色)和背景恒星(黄色)。来源: NASA/Goddard/University of Arizona/Lockheed Martin/KinetX, Inc.


再考虑到贝努的轨道和地球这么近,那么这些来自贝努的喷发物应当会在每年9月底形成流星雨。不过,目前为止地球上似乎还没有哪个已知的流星雨与这个时间吻合


如果这种喷发只是偶发性的,那至少今年9月底地球上的我们说不定能看到贝努流星雨


2019年9月25日,贝努的的轨道将会和地球很近。

来源:NASA CNEOS



但无论如何,目前为止人们发现的活跃小行星并不多,对活跃小行星的了解也非常有限。刚好被冥王号碰上了,可以说是非常幸运了。


千里迢迢飞过来,发现中了个大奖。



在冥王号接下来一年多的探测中,我们将有幸第一次如此近距离地探测一颗罕见的活跃小行星,想想就很激动呢!



参考文献

[1] http://www.planetary.org/blogs/guest-blogs/dante-lauretta/20141211-the-yorp-effect-and-bennu.html

[2] DellaGiustina, D. N., Emery, J. P., Golish, D. R., Rozitis, B., Bennett, C. A., Burke, K. N., ... & Hamilton, V. E. (2019). Properties of rubble-pile asteroid (101955) Bennu from OSIRIS-REx imaging and thermal analysis. Nature Astronomy, 1.

[3] https://www.asteroidmission.org/?latest-news=nasa-mission-reveals-asteroid-big-surprises

[4] http://www.planetary.org/blogs/jason-davis/osiris-rex-update-bennu-ejection.html

[5] Jewitt, D. (2012). The active asteroids. The Astronomical Journal, 143(3), 66.

[6] Cellino, A., Bagnulo, S., Belskaya, I. N., & Christou, A. A. (2018). Unusual polarimetric properties of (101955) Bennu: similarities with F-class asteroids and cometary bodies. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, 481(1), L49-L53.

[7] https://www.nature.com/articles/s41550-018-0599-5

[8] https://www.theweathernetwork.com/ca/news/article/ootw-asteroid-bennu-returns-weird-wondrous-science

[9] https://www.asteroidmission.org/status-updates/



作者:haibaraemily



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