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10月28日，一篇發(fā)表于《行星科學(xué)期刊》上的最新研究引起了熱議，研究人員首次在紫外線波段對(duì)名為靈神星(Psyche)的小行星進(jìn)行了觀測(cè)，第一次在小行星上觀測(cè)到了被認(rèn)為是氧化鐵的紫外線吸收帶，這就意味著這顆小行星上已經(jīng)產(chǎn)生了鐵的氧化現(xiàn)象，研究人員推測(cè)這一現(xiàn)象可能是太陽(yáng)風(fēng)撞擊小行星表面與其物質(zhì)相互作用的結(jié)果。

這顆被科學(xué)家“估值”1000萬(wàn)萬(wàn)億美元的靈神星還有個(gè)特別之處——很可能是一顆完全由鐵和鎳組成的“金屬球”。

為什么會(huì)存在一顆完全由金屬“打造”的小行星?小行星中的金屬?gòu)暮味鴣?lái)?帶著這些問(wèn)題，科技日?qǐng)?bào)記者專訪了中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)行星科學(xué)與深空探測(cè)實(shí)驗(yàn)室副研究員趙玉暉。

被撞出來(lái)的金屬小行星

1852年3月17日，意大利天文學(xué)家安尼巴萊·德·加斯帕里斯發(fā)現(xiàn)了一顆小行星，并將其命名為靈神星。后續(xù)觀測(cè)顯示，這顆小行星的直徑約250千米，外觀呈橢球狀，質(zhì)量大約是2.19×1019千克，表面布滿了隕石坑?？茖W(xué)家認(rèn)為這是迄今為止觀測(cè)到的質(zhì)量最大的M型小行星，同時(shí)也是小行星帶中質(zhì)量最大的天體之一。

靈神星的最大特點(diǎn)，就是完全由鐵、鎳和一些稀有金屬構(gòu)成，這也是M型小行星的主要特征之一。

一般認(rèn)為，小行星中的金屬來(lái)自行星的熔融分異過(guò)程。“當(dāng)原行星發(fā)生熔融過(guò)程，金屬和硅酸鹽會(huì)發(fā)生熔融并因?yàn)槊芏炔罘蛛x。密度較高的鐵鎳等金屬液體會(huì)沉入原行星核并緩慢冷卻結(jié)晶，而密度較低的硅酸鹽物質(zhì)會(huì)形成它的殼層和幔層。”趙玉暉表示。

此前的相關(guān)研究認(rèn)為，靈神星很可能是在太陽(yáng)系早期行星軌道不太穩(wěn)定時(shí)，原行星與其他天體發(fā)生碰撞，原始外層巖石徹底被剝離，內(nèi)核外露，最終冷卻形成了一個(gè)金屬球。“一顆已經(jīng)完成了熔融分異的原行星在受到撞擊后，殼幔層部分與金屬核分離，只剩下后者，便形成了金屬小行星。”趙玉暉進(jìn)一步解釋道，這樣的小行星相對(duì)較少，一方面需要已經(jīng)發(fā)生了熔融分異過(guò)程的原行星遭受撞擊;另一方面，撞擊的過(guò)程中金屬核需要能夠較好的保留下來(lái)。太陽(yáng)系中更多的還是行星形成過(guò)程中遺留下來(lái)的原始星子。

靈神星或許是太陽(yáng)系中已知的唯一一顆幾乎完全由一個(gè)內(nèi)核構(gòu)成的天體。

揭秘太陽(yáng)系形成之謎

通常天體的內(nèi)核都隱藏的非常深。就連我們所居住的地球，以目前的科技水平來(lái)說(shuō)，地心深處仍然是個(gè)難以破解的謎團(tuán)。“觸手可及”的家園都無(wú)法探查，更何況遙遠(yuǎn)的天體，幾乎不可能對(duì)其內(nèi)核開展直接觀測(cè)與研究。所以，靈神星的出現(xiàn)，給了科學(xué)家一個(gè)研究行星以及大型衛(wèi)星天體內(nèi)核的難得契機(jī)。

今年2月，美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)公布，決定選用其現(xiàn)役最強(qiáng)悍火箭重型獵鷹，作為2022年發(fā)射塞克(Psyche)小行星探測(cè)器的運(yùn)載重器，派遣探測(cè)器對(duì)這顆金屬小行星進(jìn)行更全面和詳細(xì)的觀測(cè)，這將是人類探測(cè)的首個(gè)全金屬世界。

據(jù)悉，探測(cè)器將搭載磁力計(jì)與多光譜成像儀、伽馬射線和中子光譜儀、驗(yàn)證深空激光通訊技術(shù)等設(shè)備，對(duì)靈神星的元素組成、磁場(chǎng)強(qiáng)弱分布、金屬以及硅酸鹽比例等進(jìn)行分析，并制作高分辨率圖像。

為何科學(xué)家對(duì)這顆“金屬球”如此執(zhí)著?因?yàn)樗苡锌赡懿刂?yáng)系形成的秘密。趙玉暉表示，在太陽(yáng)系早期，塵埃經(jīng)歷熱過(guò)程形成球粒，球粒碰撞結(jié)合形成千米大小的原始星子，一些原始星子又通過(guò)不斷吸積形成大行星，而其他留存在系統(tǒng)中的，一部分就是我們今天看到的小行星，“因此我們認(rèn)為小行星可能保留著太陽(yáng)系演化過(guò)程中的許多信息”。

“一些經(jīng)歷熱變質(zhì)程度不高的小行星，沒(méi)有經(jīng)歷太多的改造和蝕變，很好地保留了太陽(yáng)系形成初期的原始物質(zhì)，可以為我們了解太陽(yáng)系的形成提供幫助。而如靈神星這類經(jīng)歷了熔融分異過(guò)程的金屬型小行星，則可以為我們了解行星形成過(guò)程和內(nèi)部機(jī)構(gòu)提供大量有價(jià)值的信息。”趙玉暉補(bǔ)充道。

關(guān)鍵詞： 小行星