糸川小行星长胡渣

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  德国耶拿大学(Friedrich Schiller University of Jena)日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的矿物学家Toru Matsumoto等人发表报告指出:糸川小行星(25143 Itokawa)的土壤样本中出现惊人发现:这颗小行星的表面被一层细小如发状的铁结晶所包覆。相关论文发表在自然通信期刊(Nature Communications)中。(编注:糸=丝,不是系统的系。)

  糸川小行星算是个普通近地小行星(near-Earth asteroid),岩质,直径仅约几百米,绕太阳公转的轨道会与火星轨道交错。JAXA于2003年送隼鸟号(Hayabusa)太空船前往糸川小行星,并于2005年抵达小行星进行探测,采集到的表面土壤样本于2010年成功送返地球,交由科学家进行分析研究,在太空探险史上写下浓重的一笔。

  日本九州大学(Kyushu University)Matsumoto在耶拿大学地球科学研究所(Institute of Geosciences)做访问学者的一年期间,偶然间以穿透式电子显微镜(transmission electron microscope)发现采集回来的糸川小行星样本中的微小尘粒表面覆盖着极薄的细小铁晶体,这些学者将之称为铁的「晶须(whisker)」。

  这项发现不仅在于糸川小行星样本,这些学者回头检视来自其他小行星的粒子样本后,发现也有铁晶须的存在,只是以前从未注意过。Matsumoto等人认为:这是太阳风里的高能粒子撞击小行星表面而使之风化的结果。小行星其中一个很重要的组成成分是陨硫铁(troilite,FeS,硫化亚铁)矿物,是硫元素(S)和铁元素(Fe)的化合物。在受到风化的过程中,陨硫铁中的铁会被释放出来,堆积在小行星表面后逐渐形成如今所见到的针状结构,而硫则形成硫化合物气体,蒸发逸散至太空中。

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显微镜下的假色图像。(a)其中一颗已研究过的糸川小行星样本颗粒。陨硫铁矿物(FeS,紫色)被硅酸盐矿物(绿色)包围。(b)陨硫铁表面(紫色)的铁晶须(蓝色)。(c)铁晶须放大图像。Image: Toru Matsumoto

  从已侦测到的晶体大小和数量,这些学者能估计出小行星硫元素的流失速度有多快。结果显示,从宇宙太空的角度来看,硫元素流失速度快到让人惊讶的程度。Matsumoto分析的晶须最长约2.5微米,厚度则约人发的1/50,要形成这样的程度大约得耗时1,000年左右。这些科学家认为这项发现还有个好处,那就是未来的相关研究可以借由分析晶须来了解其他天体的风化过程,甚至可以估计这些天体的年龄。

  为达此目的,Matsumoto等人瞄准一颗特别的小行星:NASA的OSIRIS-REx太空船现在正准备从贝努小行星(101955 Bennu)采集样本,而日本的隼鸟2号太空船(Hayabusa2)2019年已经从龙宫小行星(162173 Ryugu)采集完尘粒样本,目前正在返回地球的路上,预计在2020年底重返地球。耶拿大学的学者们和Matsumoto都等着参与这些样本的分析研究,希望届时能取得更多的小行星信息。(编译/台北天文馆张桂兰)

资料来源:Friedrich Schiller University of Jena

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