這是史無前例的事件:2008年10月7日,小行星2008 TC3掠過蘇丹北部的天空上,然后在努比亞沙漠上方約37公里處爆炸。
而在19小時前,美國亞利桑那州的卡塔利娜天空勘測望遠鏡才發現了小行星2008 TC3,通過繪制其軌跡,天文學家知道這塊重達80噸的巖石正要與地球發生碰撞。
這是第一次預測到小行星撞擊地球,而且預測正確。幸運的是,這顆小行星不大,不會造成任何問題,它的路徑使它帶到了偏遠地區。但這為科學家們提供了一個激動人心且無與倫比的機會,可以研究小行星撞擊地球前的光譜分類碎片。
不久之后,搜尋地外文明計劃和美國宇航局艾姆斯研究中心的流星天文學家彼得·杰尼斯肯斯博士和喀土穆大學的物理學家毛維亞·沙達德博士帶領的探險隊,收集了散布在29公里的沙漠中近600塊小行星碎片。這顆重達80噸的小行星僅剩不到10公斤重的隕石。
福特漢姆大學的喬恩·弗里德里希博士說,這些墜落在地球上的碎片正在揭示有關小行星帶和太陽系早期的秘密。這些碎片又叫Almahata Sitta隕石。
“我們現在可以說小行星帶有許多不同類型的物質,這些物質反映早期太陽系中的部分狀況。”弗里德里希對《今日宇宙》說,“我們已經看到,自太陽系形成以來,這些小行星并沒有發生太大變化,所以這說明了早期太陽系中化學物質的多樣性,以及作用在這些小天體上的過程。”
科學家們一致認為,了解小行星帶的組成對我們如何應對可能正朝著地球飛來的更大的小行星至關重要。
盡管科學家已經能夠研究和分類成千上萬的隕石,并且還分析了太空中的數百個小行星,但這是第一次一塊“新鮮”的小行星以隕石的形式落入地球,并通過光譜學進行了分析。這些隕石是第一個明確與其母小行星相連的隕石。
“能夠最終使小行星與某種類型的隕石產生積極的聯系,真是令人驚訝。” 弗里德里希說,“當我們在太空中觀察小行星時,我們只關注外部,而小行星的表面已經從太空環境中改變了。我們第一次可以研究我們在太空中看到的物體的內部。這些知識為我們提供了有關小行星外部變化的地圖。我們可以更好地了解空間物體的數量及其在太陽系中的分布。”
地球上約有四分之三的隕石是一種“普通”的石質隕石,稱為球粒隕石。對Almahata Sitta隕石的分析發現了一種罕見的、富含碳的隕石,稱為ureilite。人們認為,ureilite來自一顆巨大的富含有機物的原始小行星,該小行星在過去的某個時候融化了。
弗里德里希說:“這是一種奇怪的隕石,從某種意義上講它是一種火成巖,就像地球上的火山巖一樣,這很奇怪,因此,該隕石的起源是巖漿,所以它們肯定在某一時刻融化。這也意味著它們就像你可能會在地球上撿起的巖石一樣,但是它們也包含我們稱之為相對原始的材料,例如石墨、有機化合物和其他東西。”
因此,ureilites,特別是Almahata Sitta隕石,含有來自原始和演化類型的小行星的物質。
收集到的隕石中的ureilites很少,這是Almahata Sitta隕石如此有趣的另一個原因。它們具有異常的細顆粒和多孔質地,使隕石極其脆弱。研究人員認為,這就是為什么Asteroid 2008 TC3在地球大氣層就粉碎的原因。
弗里德里希和福特漢姆大學的學生朱莉安娜·特羅亞諾使用電感耦合等離子質譜儀研究隕石碎片,該質譜儀專門研究巖石的無機成分。
弗里德里希說:“我們從化學上發現,所有不同的碎片的確是ureilites,但另一個有趣的事情是,這些碎片似乎根本沒有任何地面污染的證據,而這正是你期望的‘新鮮墜落下來的東西’。在南極洲發現了大多數的ureilites隕石,而且通常情況下,南極樣品中某些元素的濃度似乎有些升高,比如鑭、鈰等稀土元素。但是Almahata Sitta隕石似乎沒有明顯的污染特征。”
這使研究人員可以更好地探索太陽系的組成。
雖然球粒隕石通常不會因為母星的熔化或分化而改變——研究人員懷疑它們不一定代表典型的小行星母星——但ureilites通常會顯示母星熔化的跡象。
那么,以某種方式加熱到“融化”點的小行星發生了什么?
對Almahata Sitta隕石的最新研究表明,其母星可能是由三種不同類型的小行星碰撞形成的。這也可以解釋為什么隕石既包含進化的也包含原始的小行星物質。
來自法國蔚藍海岸天文臺的朱莉·蓋昂·馬克特博士還提供了更多有關2008 TC3起源的小行星家族的見解。
“由于不同類型隕石的隕落很罕見,小行星的起源問題既包含了原始的又包含了進化的特征,這是一個具有挑戰性和扣人心弦的問題。”蓋昂·馬克特說, “對于小行星2008TC3是如何形成的,一個可行的解釋涉及到這些不同礦物組成的小行星碎片之間的低速碰撞。”
蓋昂·馬克特和她的團隊還研究了主要小行星帶中小行星的動力學和光譜學,以闡明Almahata Sitta碎片的起源。她說:“我們認為,位于內主帶的Nysa-Polana小行星家族是2008 TC3起源的一個非常好的候選者。”
自太陽系誕生以來,相對不變的原始小行星含有大量的水合礦物質和有機物質。但是,許多其他小行星可能在某個時刻經歷了加熱,這可能是由于放射性物質的衰變所致,而熔融的巖漿已經分離成被巖石地幔包圍的鐵芯。
弗里德里希和蓋昂·馬克特只是研究Almahatta Sitta隕石的兩個研究人員,他們試圖更好地了解我們的太陽系,并弄清楚2008年墜落到地球上的小行星。
弗里德里希說:“對這些隕石的研究是跨學科的和協作的,而我們的工作只是一個更大難題的一小部分。”
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