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冥王号:辛辛苦苦飞过来,小行星突然变“彗星”了?

The following article is from 果壳 Author haibaraemily

还是简单说一下吧。这个大新闻想必很多读者已经知道了。NASA的冥王号探测器最近出了个大新闻。


简而言之呢,就是NASA发了一颗全称叫Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer的探测器,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(这么丧心病狂的名字是怎么来的看这里:今天,NASA的OSIRIS-REx“悄悄”地开始工作了)。

(左)埃及神话中的俄西里斯(Osiris)(图中最左边那个),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)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,开始在距离贝努表面1.6-2.1公里的高度上环绕贝努进行探测。

冥王号的探测安排。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…贝努好像在往外喷射尘埃颗粒哎???[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,在接下来的2个月里又观测到了。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,贝努很可能是一颗罕见的“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,就已经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月底与地球大气相遇,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!


最后还是要强调一下,活跃小行星和严格意义上的彗星还是有差别的,后者不仅需要有规律的喷发活动,还需要这种喷发活动是由于挥发性物质(主要是水冰)受热升华引起的。


所以至少到目前为止,贝努还不能算是一颗真正的彗星呢




拓展阅读:关于隼鸟2号      


不死鸟传奇——“隼鸟”家族的小行星之旅(上)不死鸟传奇——“隼鸟”家族的小行星之旅(下)JAXA隼鸟2号 | 2018年7月进展进击的隼鸟2号 | 投下着陆器和巡视器隼鸟2号:第三次采样演习顺利完成,第一次着陆采样要延期了 JAXA隼鸟2号科学仪器全解读 | 视频为了看懂这个探测器,我学习了一晚上鸟类分类… | 巡视器的命名 童话之乡——小行星“龙宫”上的名字 《科学》杂志:隼鸟2号的“龙宫”探险发现了些什么?



本文授权首发于公众号「果壳](Guokr42)




关于作者

灰原哀博士(haibaraemily),从事行星科学研究,本公众号主页君。更多精彩,欢迎关注公众号~

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 参 考

[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/

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