太空巖石帶給我們的驚喜

張一郎

最近幾年，有三項(xiàng)空間任務(wù)在收集太空巖石的數(shù)據(jù)。在收集過(guò)程中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一些意想不到的事情。這些新發(fā)現(xiàn)也許可為解釋地球是如何形成的提供新的線索。

? ?MU69：兩塊石頭融合沒(méi)那么難

2019年早些時(shí)候，美國(guó)宇航局的“新視界”探測(cè)器訪問(wèn)了迄今最遙遠(yuǎn)的小行星——MU69。這顆小行星是由兩塊扁平狀的大石頭組成的，看起來(lái)有點(diǎn)像兩張煎餅粘在一起。大的直徑有19.5千米，小的直徑14.2千米，通過(guò)短短的“頸”相連。石頭上都覆蓋著有機(jī)物，使它呈現(xiàn)出紅色。

三顆人類(lèi)剛訪問(wèn)過(guò)的小行星：MU69、貝努、“龍宮”

MU69上缺少大裂縫或碎石，表明當(dāng)兩塊石頭合并時(shí)，撞擊速度可能只有每秒2～3米——差不多只相當(dāng)于人快步走的速度。僅以這么小的速度就能讓兩塊大石頭“焊”在一起，這出乎天文學(xué)家的預(yù)料。之前，雖然也有人提出大行星是由一系列的小行星碰撞合并而來(lái)的，但很多人總感到難以置信：零碎的硬邦邦的石頭怎么可能通過(guò)碰撞融合成一顆行星？現(xiàn)在事實(shí)擺在眼前，唯一的解釋就是，大質(zhì)量的兩個(gè)物體，即使相對(duì)速度慢，動(dòng)能也不小，在撞擊時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量的熱，把撞擊處熔化。

貝努：正在噴石頭的小行星

2018年12月，美國(guó)宇航局的奧西里斯-REx探測(cè)器訪問(wèn)了一顆近地小行星——貝努。貝努距離我們只有1.22億千米，是22世紀(jì)末最有可能撞上地球的小行星之一。

讓我們大吃一驚的是，在短短幾周內(nèi)，探測(cè)器就發(fā)現(xiàn)貝努向外噴出塵埃和石頭達(dá)11次之多。

噴出的石頭大小從幾厘米到幾十厘米不等，至少有4塊變成了圍繞該小行星旋轉(zhuǎn)的微型衛(wèi)星。之前，人類(lèi)的探測(cè)器也曾訪問(wèn)過(guò)其他小行星，但從未遇見(jiàn)過(guò)這樣的奇觀。

為什么貝努如此特別？

主要原因是，與我們過(guò)去訪問(wèn)過(guò)的其他小行星不同，貝努上充滿著水合物。所謂水合物，就是一些礦物分子將水鎖固在它們的分子結(jié)構(gòu)中。但水合物只能在有自由態(tài)水的環(huán)境中才能形成，所以在貝努巖石質(zhì)的地面下，應(yīng)該存在冰。當(dāng)來(lái)自太陽(yáng)的熱量把冰變成氣體之后，強(qiáng)大的蒸氣壓就把上面的巖石像塞子一樣噴射出去了。

貝努的另一個(gè)令人驚訝之處是，它的表面沒(méi)有覆蓋灰塵的區(qū)域，而是覆蓋著數(shù)以千計(jì)的石塊，直徑超過(guò)10米的巨石都有200多塊。這使得探測(cè)器下降到其表面采集塵埃樣本變得困難。

貝努是太陽(yáng)系早期行星形成時(shí)代的遺跡，它的物質(zhì)有助于我們了解像地球這樣的行星是如何形成的，以及地球是從哪里獲得水和復(fù)雜的化學(xué)物質(zhì)的。

“龍宮”：幾乎沒(méi)有水

最近，日本的“隼鳥(niǎo)2號(hào)”小行星探測(cè)器發(fā)回了它在近地小行星“龍宮”上的第一份數(shù)據(jù)，揭示了另一個(gè)真相：它看起來(lái)幾乎沒(méi)有水。

這顆小行星的表面非常暗淡，反射的光不到入射光的2%。與在地球上收集到的隕石（它們?cè)诮?jīng)過(guò)大氣層時(shí)被加熱）進(jìn)行比較，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)它們的顏色是相似的。這表明，這顆小行星過(guò)去曾被加熱過(guò)。

這可以解釋為什么它上面的水會(huì)如此少。考慮到“龍宮”是在富含水的小行星帶上形成的，不可能一開(kāi)始就這么干燥。它必定是先含水，然后在加熱過(guò)程中將大部分水揮發(fā)掉了。

但“龍宮”看來(lái)不太可能被其他天體撞擊過(guò)（撞擊可以產(chǎn)生熱量），因?yàn)樽矒舯厝灰渤隹涌油萃?、棱棱角角，而它的表面是如此均勻。很大的可能是，它是由自身攜帶的放射性物質(zhì)衰變而被加熱的。因?yàn)榉派湫晕镔|(zhì)衰變時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，地球上的地?zé)峋褪沁@么來(lái)的。

長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直認(rèn)為像“龍宮”這樣的小行星可能在遙遠(yuǎn)的過(guò)去為地球帶來(lái)了水和其他構(gòu)成生命的基本成分，但如果它們中的許多都像“龍宮”一樣沒(méi)有太多的水，那我們就要重新考慮地球水的來(lái)源了。