龙宫小行星在天文学家于1999年首次发现它时,曾是一个谜。但我们现在知道,这个形似陀螺、漂浮在距离地球约2.17亿英里处的物体,是由两次小行星碰撞产生的碎片的松散集合体,它们依靠集体的引力结合在一起。科学家估计龙宫形成于1000万至2000万年前——在宇宙时间尺度上几乎是昨天,但它如何形成却一直鲜为人知。现在,新的研究揭示了龙宫近期剧烈的形成过程。
为了揭示这颗“碎石堆”小行星的秘密,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)向龙宫派遣了冰箱大小的宇宙飞船隼鸟2号。在这项周一发表在《自然·天文学》杂志上的研究中,科学家们利用隼鸟2号收集的图像,分析了这颗岩石的反照率——或反射特性——以揭示这颗小行星宇宙碰撞的线索。
“如果我们把非常小的也算上,我们在表面发现了数十万颗明亮的巨石,”西班牙拉拉古纳大学的行星科学家、该研究的首席作者Eri Tatsumi说。“当我们开始分析它们的频谱时,我们发现它们的成分与龙宫非常不同。”
龙宫是一颗碳质或C型太空岩石,这意味着它基本上是由含有大量碳和水的岩石组成的。虽然绝大多数小行星是碳质的,但研究人员发现了水贫乏、硅酸盐丰富的物质,这些物质可能属于S型小行星。这使得Tatsumi和她的团队认为,龙宫很可能是由一颗小的S型小行星和一颗较大的C型母小行星碰撞形成的。他们表示,如果碰撞的性质相反,那么龙宫中C型和S型物质的比例就会颠倒。
北卡罗来纳州立大学的行星地质学家Paul Byrne(未参与该研究)说,最近的发现“很有趣”。“龙宫上有其他小行星的碎片,这些碎片不可能是‘温和地’着陆的,否则数量会多得多,其中大部分具有足够的能量将龙宫完全粉碎,”这意味着这些碎片在龙宫形成我们现在所知的样子之前就已经嵌入其中了。
虽然这个过程在理论上是预期的,但Tatsumi指出,这是天文学家首次在另一颗小行星的表面发现小行星碎片。她补充说,新的研究表明,目前由美国宇航局(NASA)的OSIRIS-REx探测器环绕的本努小行星,也是一个碎石堆小行星,其表面和内部含有来自灶神星(美国宇航局的黎明号探测器访问过的小行星)的碎片。
“也许这是一个普遍的过程,”Tatsumi说。“我们有本努和龙宫,并且可以通过合作直接进行比较。”
Byrne说:“对两颗不同的小行星进行如此相似的观测,确实告诉我们,这些天体的形成过程一定非常剧烈,令人瞩目。”“我迫不及待地想把来自龙宫和本努的样本都带回地球,以便更多地了解这些微小的世界!”
幸运的是,我们不必等待太久就能获得关于龙宫的更多数据:在对该小行星进行为期16个月的延期访问期间,隼鸟2号向该小行星投放了三个漫游者,并从这块太空岩石的表面采集了一些样本。隼鸟2号已于2019年11月离开龙宫,预计将于2020年底飞掠地球,并在一个再入舱中释放其样本,以便在全球各地的实验室进行详细分析。