就在一年多前,日本隼鸟2小行星任务(162173)Ryugu回到地球本周,第一个二 文件报告该材料的分析结果已发表在《自然天文学》杂志上。
令人兴奋的是,它们表明我们可能即将发现地球上生命赖以生存的水和有机物质是否真的来自类似的小行星。
隼鸟 2 号任务于 2018 年 6 月至 2019 年 11 月期间绕龙宫运行了 18 个月,从这个陀螺状天体传回了令人着迷的图像和数据。隼鸟 2 号最重要的目标之一是收集其表面的物质,它通过两次巧妙的操作实现了这一目标。两次单独的着陆旨在收集小行星不同层面的物质。
第一枚火箭向小行星赤道附近发射了一颗小子弹,收集一些表面灰尘分散开来。第二次更大的撞击产生了一个陨石坑,第二次着陆时从中收集了物质。这一点很重要,因为这些颗粒没有暴露在外部太空环境中。
隼鸟 2 号总共收集了近 5.5 克(约一茶匙)的尘埃。这听起来并不多,但如果你考虑到有几千颗单独的尘埃,每一颗都可以用地球上的特殊仪器进行分析,你就会明白。
Ryugu 是C型小行星? 富含碳和水的岩石暗体。至关重要的是,它们自太阳系诞生以来一直存在,没有失去其原始成分。然而,这并不意味着它们没有改变。?碳质球粒陨石在地球上发现的被认为来自C型小行星的陨石,其许多特征表明它们已被流体改变。
这些天体被认为是在小行星带的外围形成的,岩石中混杂着冰。然而,一些冰已经融化——导致粘土矿物和碳酸盐(盐)的产生。隼鸟 2 号任务的目标之一是调查 C 型小行星和碳质球粒陨石之间的联系。C 型小行星真的是碳质球粒陨石的母体吗?
这很重要,因为碳质球粒陨石可能是将水和有机化合物带到地球的物体,从而使生命得以在这里出现。
新见解
由于它们是不可替代的样本,分析从非侵入性和非破坏性的观察开始,然后进行需要对样本进行操作和准备的复杂测量,这是一个持续的过程。
那么初步结果如何呢?隼鸟 2 号测量的龙宫体积密度约为每立方米 1,190 公斤。这是意料之中的,因为据推测这颗小行星是一块碎石堆,由较大的天体碰撞后聚集而成。它与大多数小行星一样,孔隙率很高——岩石成分之间有很多空隙。
但令人惊讶的是,收集到的物质的密度同样很低,约为每立方米 1,300 公斤。这令人惊讶,因为收集过程应该会使空隙坍塌,留下更致密的颗粒堆。这些颗粒在运输和进入大气层过程中也会进一步震动在一起。密度也远低于推测与龙宫相似的陨石的密度。
作者推测了两个互补的原因。最终降落到地球上的陨石曾经因与母小行星的碰撞而脱落。与受到其外壳保护的龙宫材料不同,它们最后猛烈地冲入地球大气层对它们产生了直接影响 - 导致其分裂和碎裂。因此,到达地球的陨石至少经历了一次额外的事件,这可能导致其孔隙度降低。龙宫可能还含有比此类陨石更多的低密度物质,例如有机分子。
这非常重要,因为这意味着龙宫的物质保留了我们以前无法研究的碳质物质成分。这应该能让我们更多地了解生命的原始组成部分。
许多龙宫颗粒的成分也已通过光谱法进行评估——这是一种将光照射到样本上并测量反射回来的光的波长的技术。这不是进行初步成分分析的最常用技术——但它之所以被采用,是因为它是一种非破坏性技术,不需要样品制备,并且可以直接将颗粒与隼鸟 2 号对龙宫表面的测量结果进行比较。
正如预期的那样,颗粒(来自两次着陆)和小行星表面的光谱非常相似,并且都包含相同的水指纹(如 OH,氢氧化物)。更详细的实验室分析在比小行星测量的波长更高的波长下发现了额外的特征,其中一个特征被鉴定为来自含氮成分,作者认为,这可能是来自含铵粘土矿物或富氮有机物质。话虽如此,我们还不知道样本中有机化合物的含量有多丰富——这必须等待不同的分析技术。
作者还发现了一个长约半毫米的巨大碳酸盐颗粒,其中可能富含铁——这是此类陨石的典型特征。
然而,这只是初步分析。这些论文取得了两方面的成果:第一,它们向我们展示了龙宫陨石的原始性,与已知的陨石有足够大的不同,这让我们重新思考陨石在小行星中的代表性。这可能会改变我们对早期太阳系历史的某些看法。
第二件事呢?它们让我们——好吧,我——迫切地想要更多地了解这些珍贵的材料。我热切地等待着下一组论文,甚至更热切地等待着未来有机会亲自分析样本。
谢谢 JAXA,谢谢隼鸟 2 号团队。在艰难的一年结束时,你们给至少一位行星科学家带来了真正的节日欢乐。2022 年也有很多值得期待的事情。