触摸小行星琉球揭示了其表面和改变轨道的秘密

2019年2月21日，我们拍摄了一颗小行星。更准确地说，由日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)建造和运营的Hayabusa2号航天器向近地小行星琉球(Ryugu)的表面发射了一枚5克重的金属弹。琉球是一颗旋转的顶部形状的天体，直径约1公里，距离地球约3.5亿公里。这种抛射物打碎了小行星的表面，让Hayabusa2号捕获了一些放样的材料，并将其安全地塞进了飞船。在2019年11月离开琉球后，Hayabusa2预计将在2020年底飞越地球，并将其样本放入返回舱中进行详细分析，供世界各地的实验室进行详细分析。

在“科学”杂志上发表的一篇新论文中，Hayabusa2团队报告了他们对采样过程本身的观察，以及对琉球表面的测量通常可以告诉我们它的演变。这些观测描绘了一个不同寻常的故事，一位宇宙旅行者从地球表面出发，在太阳附近进行了一次短暂的旅行，最终作为一颗近地小行星在我们附近的轨道上安顿下来。

我是一名行星科学家，我对为什么行星体看起来是这样很着迷。通过更好地了解琉球是如何以及为什么会出现现在的样子，我们将对太阳系天体的形成和发展有一个更全面的模型-包括常见的C型碳质小行星，琉球就是其中之一。

这篇新论文描述了琉球的一些部分是如何变蓝的，而另一些部分是如何变红的。

这些术语与小行星表面在可见光光谱中颜色的细微变化有关。Hayabusa2团队发现，这颗小行星的赤道和两极更蓝，而中纬度更红。有趣的是，这种颜色差异可能与年龄有关，或者更确切地说，与材料直接暴露在太空中的时间长短有关。这是因为暴露的表面会因为太空风化而变暗和变红--微陨石、太阳和宇宙粒子的轰击，以及太阳的加热，这是琉球的主要机制。

当Hayabusa2从大约一米远的距离发射炮弹，然后它的推进器离开这颗小行星时，一团更红、更黑的鹅卵石和细小颗粒向外吹出，然后又落回了表面。任务团队的结论是，这些颗粒原本只落在巨石裸露的表面，落满了采样点，使其从略带蓝色变成了略带红色。

这一观察结果让研究小组得以洞察琉球上的纬度条纹。裸露的物质被太阳和空间风化而变红，在小行星的弱重力作用下，慢慢地从地势较高的赤道和两极移动到地势较低的中纬度。这一运动在赤道和两极暴露出更新鲜、更蓝色的物质，并在两者之间沉积变红的物质。

我发现最令人兴奋的是，通过分析琉球上陨石坑的大小和颜色，Hayabusa2团队得出结论，在某个时候，这颗小行星肯定比现在更接近太阳。这就可以解释表面变红的程度了。使用两种不同的模型计算陨石坑的年龄，研究小组估计，这种由太阳加热引起的变红肯定发生在800万年前或最近的30万年前-从宇宙学的角度讲，仅仅是一眨眼的功夫。

根据Hayabusa2收集的图像，这些陨石坑的统计数据甚至显示，整个小行星表面本身的年龄可能不超过1700万年，比琉球主带母小行星被认为已经解体的时间年轻得多，后者发生在数亿到10亿年前。

因此，向一颗相当不起眼的小行星发射一小块金属的简单行为就揭示了这颗小行星生命的详细故事，从形成，到它穿越太阳系内部的旅程，到今天继续塑造其表面的过程。我们可以从造访一颗小行星并描述它的特征中学到这么多东西，这是令人惊讶的。当我们明年拿回那些样品时，我们还会了解到什么呢？更多信息：T.Morota等人。由Hayabusa2从小行星琉球(162173)采集的样本：表面进化的含义，科学(162173)。doi：10.1126/cience.aaz6306