2014年,日本宇宙航空研究开发机构JAXA发射隼鸟2号宇宙飞船来访龙宫。 它于 2018 年 6 月抵达这颗小行星,并在轨道上对其进行了一年多的研究。 隼鸟 2 号甚至派遣了四辆漫游车前往小行星表面。
离开后,它于 2020 年 12 月飞过地球,并留下了龙宫的样本。
在这项令人印象深刻的任务的所有科学结果中,最有趣的可能是:小行星龙宫可能不是一颗小行星。 它可能是彗星的遗迹。
隼鸟 2 号任务表明,小行星龙宫是一颗碎石堆小行星。 它不是一大块整体岩石,而是较小岩石的聚集体。
和其他一些小行星一样,它的形状像一个旋转的陀螺。 小行星的快速自转将其锻造成这样的形状。
这作者说“龙宫的形成被广泛接受的情景是较大小行星之间的灾难性碰撞以及随后碰撞碎片的缓慢重力积累。”
Hyabusa 2 的大量证据支持 Ryugu 是一颗小行星的观点,自 1999 年发现以来,天文学家就一直认为是小行星。
但在所有证据中,有一件事与小行星的定义不相符:龙宫拥有高浓度的有机物。
如果龙宫是一颗由两颗较小小行星碰撞而成的碎石堆小行星,那么为什么它有如此多浓缩的有机物呢?
这个问题是发表在《科学》杂志上的一项新研究的核心天文学杂志通讯标题为“小行星 162173 Ryugu:彗星起源。第一作者是名古屋市立大学 Hitoshi Miura 副教授。
作者在论文中表示,龙宫不仅可能是彗星的残余物,而且类似的碎石堆小行星也可能是前彗星。 天文学家将这些天体称为彗星小行星过渡(CAT)天体。
彗星形成于太阳系遥远的寒冷地区。 与全是岩石的小行星不同,彗星是冰冷的,含有岩石和冻结的挥发物。 挥发物主要是水冰,但彗星还含有冷冻二氧化碳、氨、甲烷和一氧化碳。 天文学家有时称它们为“脏雪球”。
彗星也有不受束缚的大气层。 当它们接近太阳时,热量会融化一些挥发物,形成大气层,然后升华到太空中。 大气中含有灰尘和挥发性气体。
但在多次靠近太阳之后,一些彗星已将其所有挥发物丢失到太空中。 剩下的只是岩石。 这些有时被称为灭绝的彗星。
如果龙宫确实是一颗前彗星,这是否可以解释龙宫的特征?
龙宫旋转速度很快,这可能源于它以前是一颗彗星。 “冰升华导致彗核失去质量并收缩,从而增加了其旋转速度,”说主要作者三浦在新闻稿中。 “由于这种旋转,彗核可能获得形成旋转陀螺形状所需的旋转速度。”
根据三浦,灭绝彗星假说也可以解释高有机质含量。 检测到的有机分子包括CO、CO2、甲醇、硫化羰、甲醛、甲酸、甲烷和氰酸盐。
“此外,彗星的冰成分被认为含有星际介质中产生的有机物质。这些有机物质会沉积在冰升华时留下的岩石碎片上。”
像龙宫这样的彗星具有与碳质球粒陨石小行星相同的有机物,但它们集中在表面。 “当地浓度可能是从反照率推断出极高有机物含量的原因,”该论文状态。
研究小组通过数值模拟验证了他们的假设。 他们计算了龙宫需要多长时间才能失去所有挥发物并成为岩石残余物。 他们还计算了将小行星塑造成今天的样子所需的旋转速度的增加。
该研究称:“我们的计算表明,Ryugu 曾经是一颗彗星,在最初的 10 kyr 内活跃,并在其剩余的动态生命周期中作为一颗碎石堆小行星度过了”说。 “这种情况与太阳系中现代彗星的动态演化是一致的。”
这项研究重点关注具有三个特征的小行星:陀螺状、碎石堆组成/形态以及高浓度有机物。 结果表明,龙宫和类似的小行星是彗星-小行星过渡天体(CAT)。
“CAT 是一些小天体,曾经是活跃的彗星,但现已灭绝,显然与小行星没有区别。”解释三浦。 “由于 CAT 与彗星和小行星有相似之处,CAT 可以为我们的太阳系提供新的见解。”
隼鸟 2 号将其龙宫样本返回地球,另一次任务很快也会做同样的事情。 NASA 的 OSIRIS-REx 航天器访问了小行星 Bennu,这是一颗与 Ryugu 非常相似的小行星,并将于 2023 年将其样本带回地球。对这些样本的分析应该可以确认 Ryugu 和 Bennu 是小行星还是 CAT。