冥王號:辛辛苦苦飛過來,小行星突然變“彗星”了?

還是簡單說一下吧。這個大新聞想必很多讀者已經知道了。NASA的冥王號探測器最近出了個大新聞。

簡而言之呢,就是NASA發了一顆全稱叫Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer的探測器,意思是太陽系起源、光譜解析、資源識別、安全保障和小行星風化層探索者…縮寫OSIRIS-REx

不管是全稱還是縮寫反正正常人肯定是記不住的,只要知道這個縮寫和埃及神話中的冥王俄西里斯有關就行,所以我們叫它“冥王號”好了(這麼喪心病狂的名字是怎麼來的看這裡:今天,NASA的OSIRIS-REx“悄悄”地開始工作了)。

冥王號:辛辛苦苦飛過來,小行星突然變“彗星”了?

(左)埃及神話中的俄西里斯(Osiris)(圖中最左邊那個),來源:維基;(右)冥王號探測器,來源:NASA


冥王號的探測目標呢,是一顆叫做貝努(Bennu)近地小行星


冥王號:辛辛苦苦飛過來,小行星突然變“彗星”了?

為啥叫貝努呢?不用說,肯定也是跟埃及神話有關的…貝努是埃及神話裡的不死鳥。冥王號的任務是飛到這顆小行星附近,對小行星進行地毯式探測,然後採點小行星樣品帶回地球


冥王號:辛辛苦苦飛過來,小行星突然變“彗星”了?

(左)埃及神話中的不死鳥貝努(Bennu),來源:維基。(右)冥王號小行星貝努,來源:NASA

2018年12月3日,冥王號抵達小行星貝努,12月31日,冥王號進入貝努的軌道,開始在距離貝努表面1.6-2.1公里的高度上環繞貝努進行探測。


冥王號:辛辛苦苦飛過來,小行星突然變“彗星”了?

冥王號的探測安排。來源:NASA & APL


小行星?彗星?

早在冥王號到達之前,人們就已經知道貝努個頭很小,直徑大約只有500米,也就比紐約帝國大廈高一點點吧…貝努的成分也很原始,它是碳質小行星的一種(C類B型),很可能保留著太陽系形成之初的信息,還可能富含水和有機物——這些都是冥王號最夢寐以求的


冥王號:辛辛苦苦飛過來,小行星突然變“彗星”了?

小行星貝努的大小。來源:NASA & APL

但這麼小又成分這麼原始的小行星,一般來說我們認為是非常寧靜、沒有什麼激烈的地質活動的


冥王號:辛辛苦苦飛過來,小行星突然變“彗星”了?

冥王號PolyCam相機2018年12月2日拍攝的貝努。來源:[2]

然而,2019年1月6日,入軌才不到一週,冥王號就驚訝地發現…

咦?貝努好像在往外噴射塵埃顆粒哎???[3]

為了證實是不是看錯了,或者是不是一個非常偶然的事件,冥王號團隊開始密切關注這些塵埃…結果,在接下來的2個月裡又觀測到了。上週在美國休斯敦召開的第50屆月球與行星科學大會上,冥王號團隊宣佈冥王號已經觀測到超過10次“噴射事件”[4]——貝努的表面確實在向外噴射粒子羽流

這是1月19日拍到的

冥王號:辛辛苦苦飛過來,小行星突然變“彗星”了?

冥王號NavCam1相機拍攝的兩張不同曝光時間的照片合成的。來源:NASA/Goddard/University of Arizona/Lockheed Martin


什麼情況?小行星變“彗星”了?

冥王號:辛辛苦苦飛過來,小行星突然變“彗星”了?

活躍小行星


更準確地說,貝努很可能是一顆罕見的“活躍小行星”——它們看著像小行星,但又會表現出噴發、彗發、彗尾之類彗星一樣的活躍特徵。


冥王號:辛辛苦苦飛過來,小行星突然變“彗星”了?

今年1月,小行星(6478)Gault突然長出了一條“尾巴”,也成了一顆活躍小行星。


冥王號:辛辛苦苦飛過來,小行星突然變“彗星”了?

其實,早在冥王號抵達之前,就已經有天文學家發現貝努似乎有點兒像“彗星”了…意大利都靈天文臺的Alberto Cellino和他的同事們通過甚大望遠鏡(VLT)在2018年2月到6月期間對貝努的偏振觀測,發現這個小傢伙似乎顯示出了類似海爾-波普彗星那樣的彗星特徵[6]。而冥王號如今的觀測,可能證實了這一點。


冥王號:辛辛苦苦飛過來,小行星突然變“彗星”了?

還上了《自然·天文》的亮點推薦。來源:[7]

貝努流星雨?

一顆普通小行星突然開始噴發的原因有很多

內部有未耗盡的水冰、突然被撞了一下、自轉加快導致解體…

貝努屬於哪一種?這種噴發會是週期性的嗎?目前還不清楚。這也是冥王號接下來將要重點探索和揭開的謎團。

不過,如果這種噴發是一種規律性的常態,那麼…按照目前冥王號對貝努十幾次噴發的觀測來看,每次噴發事件,都會噴射出數十甚至數百顆顆粒物,小到毫米級的砂粒大到幾釐米的小石塊,而且其中一些噴射速度高達3米/秒——也就是說這些顆粒物有些慢的會落回貝努表面,快一點的會環繞貝努飛行,更快的…足以完全脫離貝努的引力飛向太空[4]…


冥王號:辛辛苦苦飛過來,小行星突然變“彗星”了?

貝努噴射的顆粒軌跡(綠色)和背景恆星(黃色)。來源: NASA/Goddard/University of Arizona/Lockheed Martin/KinetX, Inc.


再考慮到貝努的軌道和地球這麼近,那麼這些來自貝努的噴發物應當會在每年9月底與地球大氣相遇,形成流星雨。不過,目前為止地球上似乎還沒有哪個已知的流星雨與這個時間吻合

如果這種噴發只是偶發性的…那至少…今年9月底地球上的我們說不定能看到貝努流星雨


冥王號:辛辛苦苦飛過來,小行星突然變“彗星”了?

2019年9月25日,貝努的的軌道將會和地球很近。來源:NASA CNEOS



冥王號:辛辛苦苦飛過來,小行星突然變“彗星”了?

但無論如何,目前為止人們發現的活躍小行星並不多,對活躍小行星的瞭解也非常有限。剛好被冥王號碰上了,可以說是非常幸運

了。

千里迢迢飛過來,發現中了個大獎。


冥王號:辛辛苦苦飛過來,小行星突然變“彗星”了?

在冥王號接下來一年多的探測中,我們將有幸第一次如此近距離地探測一顆罕見的活躍小行星,想想就很激動呢!


冥王號:辛辛苦苦飛過來,小行星突然變“彗星”了?


最後還是要強調一下,活躍小行星和嚴格意義上的彗星還是有差別的,後者不僅需要有規律的噴發活動,還需要這種噴發活動是由於揮發性物質(主要是水冰)受熱昇華引起的。

所以至少到目前為止,

貝努還不能算是一顆真正的彗星呢

參 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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