作者:赵熙熙 来源:中国科学报 发布时间:2018/10/24 9:46:32
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“黎明”号即将走入黑暗
先后探测两颗小行星并取得丰硕成果

 

谷神星上的奥卡托火山口    图片来源:NASA/JPL-CALTECH/UCLA

本报讯 在结束了飞往小行星带最大的两个成员——灶神星和谷神星的长达11年的旅程后,美国宇航局(NASA)的“黎明”号探测器预计将在未来的几周内耗尽推进器的燃料,并最终结束它的使命。这架探测器使得天文学家得以近距离观察水的存在与否对小行星形成产生的影响。预计它将在谷神星周围的轨道上翻滚几十年,最终撞向谷神星。

“黎明”号探测器是NASA唯一一个围绕两颗行星轨道运行的任务,这一壮举得益于其高效的离子推进器。2011年,“黎明”号探测器首先抵达了长600公里的蛋形灶神星,并绕其轨道运行了1年;随后它又飞往谷神星,并于2015年抵达。

这两颗小行星的质量占小行星带总质量的45%,但二者却形成了鲜明的对比。干燥的灶神星的组成类似于类地行星,它有一个铁核和一个干燥的岩石表面,上面布满了峡谷、环形山和山脉,这是过去撞击和火山活动的遗迹。

该项目首席研究员、帕萨迪纳市NASA下属喷气推进实验室(JPL)行星科学家Carol Raymond说,“黎明”号探测器能够证实,在地球上发现的一类陨石实际上是灶神星的碎片,这使其成为一种“反向样本返回任务”。

而天文望远镜已经在谷神星上发现了富含水的矿物质。谷神星是一颗直径900公里的天体,由于体积庞大且呈球形,因此被归类为矮行星。“黎明”号探测器在谷神星上发现了一片冰冻海洋的残骸,上面覆盖着厚厚的黏土和盐壳。“我们无法想象它会是这样的。”Raymond说。

如果谷神星是在其目前所处的位置形成的话,年轻的太阳可能会把大部分的水蒸发掉。因此,一些科学家怀疑,谷神星是在木星和土星之后形成的,但是被气态巨行星早期剧烈的旋转所吸引。“黎明”号探测器发现了这个遥远诞生地的一个标志——氨,一种只有可能在太阳系外围形成的挥发性分子。

“黎明”号探测器还发现了谷神星在地质学上仍然很活跃的一个迹象:它看起来像是一座孤独的火山,高4000米,能够渗出由水、盐和其他物质构成的“岩浆”。后来的观察发现了另外21座火山的痕迹。并且超过100个富含盐的亮点也表明,地下冰在许多地方都能够到达小行星表面,就像是一种泥泞的盐水。

在埃尔纳特陨石坑就有这样一个地点,显示出有机分子的迹象,这在太阳系外围很常见,并不意味着生命的存在。但这些发现使得谷神星成为未来探索的主要候选行星;NASA对可能的着陆器的研究预计将于明年结束。

在最后的几个月里,“黎明”号探测器进入了一个更加紧密的轨道,距离谷神星表面只有35公里。JPL的“黎明”号任务主管Marc Rayman说,最终这架已经报废的探测器可能会在谷神星轨道上停留半个世纪甚至更长时间,“它帮助揭开了围绕在矮行星周围的神秘面纱”。

“黎明”号探测器于2007年9月发射升空,开始长达8年超过50亿公里的星际探索之旅。它在2011年7月进入灶神星轨道,对其展开了14个月的探测,采集了关于灶神星的珍贵数据和图像。该探测器于2015年3月进入谷神星轨道并运行至今。这架斥资4.73亿美元的探测器在距离谷神星表面375公里的轨道上运行,其初始任务持续至2016年6月。

太阳系的小行星带是位于火星和木星轨道间的小行星密集区域,天文学家估计这里有约50万颗种类各异的小行星。谷神星是这个小行星带中最大的天体,平均直径约为950公里,此前从未有探测器到访。灶神星是与地球类似的岩石天体,而谷神星是典型的冰雪天体,这两个极不相同的天体竟可同处一个小行星带上,其原因也是“黎明”号探测器需要揭示的奥秘之一。(赵熙熙)

《中国科学报》 (2018-10-24 第2版 国际)
 
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