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直徑僅900米!「龍宮」為何被稱小行星?日本探測器帶回真實圖像
2023/10/13

小行星,這個詞可能讓你想到一些巨大的巖石天體,它們在太空中飛馳,有時甚至會撞擊地球,造成災難性的后果。 但是,并不是所有的小行星都那麼大。

有些小行星的大小只有幾百米,甚至幾十米,它們就像小石頭一樣,默默地繞著太陽轉。

這樣的小行星有什麼意義呢?為何這麼小的它們也會被歸為小行星?今天,就要和大家一起探索一顆特別的小行星—— 龍宮

龍宮小行星的到底有多小?

1995年5月,科學家在距離地球 3.4億千米的太空中發現了一顆小行星,但這顆小行星非常小,直徑只有900米左右,當時的科學家并沒有當作一回事,給了他一個編號為1999 JU 3。

大家可能疑惑,這麼小的天體為什麼也會被稱為行星呢?其實,根據國際天文聯合會(IAU)的定義,

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小行星是指繞太陽運行的、比行星和矮行星小、沒有清除其軌道附近其他物質的天體。

矮行星是指那些靠本身重力將自己塑造成近似球形,但不能清除其軌道附近其他物質的天體; 而小行星則是指那些不能以自身重力將自己塑造成近似球形,并且與其他類似大小或更大的天體共享軌道的天體。

按照這個標準,太陽系中有數以百萬計的小行星,其中大多數位于火星和木星之間的小行星帶。所以龍宮也算小行星其中之一。

但是,并不是所有的小行星都像龍宮這麼「小」

。事實上,在已知近 3萬多顆近地小行星中,有 500多顆直徑超過1公里,只要其中一顆撞上地球,就是一個破天大災難。

那麼龍宮有撞上地球的風險嗎?

科學家隨著不斷地研究發現,龍宮在距離太陽0.96-1.41AU的軌道處繞太陽公轉,而地球到太陽的平均距離為1AU(1.5億公里),所以龍宮的軌道與地球軌道存在交叉,而龍宮與地球的最小軌道距離為9.5萬公里左右,因此它也被歸類為具有潛在威脅的近地小行星。

(中間是太陽,綠色為龍宮,藍色為地球)

而「龍宮」上到底長什麼樣,我們可以通過隼鳥2號拍攝的照片來一探究竟。

從照片中我們可以看到,龍宮是一顆深色的天體,表面覆蓋著大量的巖石和塵埃。

龍宮沒有明顯的撞擊坑或山脈等地貌特征,但有一些平坦或凹陷的區域。

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龍宮也沒有明顯的大氣層或磁場等保護層,所以它經常受到太陽風和微流星體等外界因素的影響。

從隼鳥2號拍攝的圖像中,我們可以看到, 龍宮的形狀大致為菱形,表面布滿了不同大小的巖石和塵埃,沒有明顯的撞擊坑或山脈。這說明龍宮是一顆碎石堆小行星,它是由許多小碎片在微弱的重力作用下松散地聚集在一起的。這些小碎片可能是由更大的小行星在撞擊過程中破裂而形成的。

從拍攝的圖像中可以看出,龍宮表面非常不平整,布滿了大小不一、形狀各異、密度不均勻的巖石和塵埃。

這些巖石和塵埃覆蓋了整個小行星表面,形成了一層厚度不一、松散不穩的表層。 這種表層對于探測器的著陸和采樣帶來了很大的挑戰,因為它可能會導致探測器的偏移或沉陷。

隼鳥2號還發現了龍宮表面有兩種不同的顏色區域,一種是較亮的區域,另一種是較暗的區域。 科學家們推測,這可能是由于龍宮表面的物質經過了不同程度的太陽風和宇宙射線的照射而導致的。亮區域可能是受到了較少的照射,保留了更多的原始物質,而暗區域可能是受到了較多的照射,導致物質發生了變化。

真實影像:隼鳥探測器是如何探索龍宮的?

龍宮的探測是由日本航天機構(JAXA)發射的隼鳥2號探測器完成的。隼鳥2號是一個小行星樣本返回任務,于

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2014年12月3日發射升空,于2018年6月27日抵達龍宮,并開始了對這顆小行星的詳細觀測和分析。

隼鳥2號攜帶了多種儀器和設備,通過這些工具, 隼鳥2號不僅拍攝了大量清晰的龍宮表面圖像,還測量了其形狀、重力、溫度、成分、礦物、有機物等多方面的數據,為我們揭開了龍宮的真實面貌。

隼鳥2號于2018年6月抵達龍宮,并開始了為期一年半的探測工作。 在這期間,隼鳥2號拍攝了許多照片,并向小行星表面發射了著陸器和一個撞擊器,它們的主要任務是收集樣本和進行各種測量。

隼鳥2號在對龍宮進行了系統的探測之后,便開始了最終的任務——采樣。 它曾對小行星龍宮進行了兩次采樣,其中第二次采樣最為特殊!

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在2019年4月5日, 為了能采集小行星表面下的新鮮樣本,隼鳥2號對小行星龍宮進行了一次轟擊,這次轟擊在小行星龍宮的表面造成了一個直徑大約10米的撞擊坑, 這也是人類首次對小行星進行的轟擊!

隼鳥2號在兩周后返回撞擊坑附近,并成功收集了撞擊后飛濺出來的物質。隼鳥2號利用自身攜帶的撞擊器,在距離龍宮約500米處釋放了一個直徑約30厘米、重約2.5公斤、裝有炸藥和銅球的彈丸。

彈丸在自由落體狀態下以約2公里/秒的速度撞向龍宮表面,并引爆炸藥,將銅球加速到約7公里/秒,并將其打入龍宮表面約1米深處。這樣一來,就可以將龍宮表面下未經太陽風和宇宙射線照射過的物質露出來,并形成一個撞擊坑。

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隼鳥2號在轟擊前已經飛到了小行星背后,以避免被飛濺出來的碎片傷及。在轟擊后約兩周后,隼鳥2號重新飛回撞擊坑附近,并拍攝了清晰的圖像。

從圖像中可以看出,撞擊坑呈圓形,邊緣有明顯的拋物線形狀,坑內有不同顏色和亮度的物質。科學家們分析認為,這些物質可能是由于撞擊產生的高溫和高壓而發生了化學或物理變化。

隼鳥2號在完成采樣后,于2019年11月離開龍宮,并開始了返回地球的旅程。

2020年12月6日,隼鳥2號將裝有樣本的回收艙釋放到地球大氣層中,并成功降落在澳大利亞沙漠中。回收艙內共有約5.4克的樣本,其中包括沙子、碎石和細粉。這些樣本將被送往日本和其他國家的實驗室進行詳細分析。

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為什麼日本要專門這顆又遠又小的行星?

大家可能好奇日本為什麼要專門研究這顆這麼小的行星,而沒有跟隨其他國家的腳步探索那些大行星呢?難道龍宮對人類有什麼特殊意義嗎?

其實,龍宮是一顆非常有價值的小行星,它可以為我們提供很多關于太陽系和生命起源的重要線索。 這是因為龍宮是一顆碳質小行星,也就是說,它主要由碳和其他有機物質組成,而且可能含有一定量的水。

這種類型的小行星被認為是太陽系早期的遺跡,它們可能在太陽系形成時期就已經存在,而且沒有經歷過太大的變化。因此,它們可能攜帶著太陽系的起源和演化的秘密,甚至可能與地球上生命的起源有關。

C型小行星保留了太陽系形成初期的物質和信息。C型小行星中可能含有豐富的有機物和水分子,這些物質被認為是生命起源和演化的關鍵因素。

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通過分析龍宮上采集到的樣本,我們可以了解太陽系和地球的歷史和演變,以及生命如何在這個復雜的環境中誕生和發展。

它可能包含了太陽系早期的化學成分和物理狀態,以及可能與地球生命起源相關的有機物和水。因此,對龍宮小行星的探測和采樣,對于我們理解太陽系和地球生命的起源和演化具有重要的意義。

龍宮是一顆近地小行星,也就是與地球軌道相交或接近的小行星。近地小行星對于人類來說可能有很大機遇。 在于近地小行星可以作為人類探索太空和開發資源的目標和平台,可能存在著各種稀有和有用的金屬和礦物質,這些資源可以為人類提供巨大的經濟價值和戰略優勢。

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通過對龍宮小行星表面和內部的樣本進行分析,我們可以了解太陽系早期的環境和過程。例如,我們可以通過測量樣本中的同位素比例來推斷龍宮小行星形成的時間和地點; 通過觀察樣本中的礦物組成和結構來判斷龍宮小行星是否經歷過加熱或沖擊事件。

其次,通過對龍宮小行星上存在的有機物和水進行研究,我們可以探索地球生命的起源和演化的可能途徑。 例如,我們可以通過檢測樣本中的有機物種類和含量來判斷龍宮小行星 是否攜帶了生命的前驅物質。

我們可以通過對比樣本中的有機物和水與地球上的有機物和水的相似性或差異性來推測龍宮小行星與地球生命的關系等等。而且隨著科學家的不斷研究, 去年6月,從龍宮帶回來的樣本中,科學家們發現了氨基酸,這是人類歷史上第一次在地球之外發現了氨基酸。

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去年9月,日本研究機構發現,從龍宮帶回來的巖石樣本中含有液態水,今年2月,日本研究團隊在《科學》雜志上表明,在樣本中發現了2萬多種有機化合物,而且至少有20多種蛋白質。

龍宮小行星是一顆直徑僅900米的小天體,但它卻蘊藏著太陽系和地球生命的奧秘。隼鳥2號探測器是一台重量約600公斤的機器,但它卻完成了人類歷史上第一次對小行星進行采樣返回的壯舉。

讓我們期待人類之后的探測器帶回的樣本能為我們揭開更多的真相,也讓我們祝愿我們的探測器能繼續飛向更遠的目標,為我們展現更多的奇跡。

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參考資料:

1. 1542天!小行星探測器隼鳥2號終入「龍宮」——環球網-2019-02-23
2.日本在小行星樣本中發現約2萬種有機化合物——極目新聞-2023-02-24
3. 地球外存在「生命之源」首次確認——環球網-2022-06-08
4. 小行星樣本中發現RNA基本構成要素之一——新華社.-2023-03-22

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