NASA 露西号最新发现：1.55 亿年前诞生的“花生”小行星藏着水的线索

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2024年5月1

NASA 的露西号探测器在前往木星特洛伊小行星群的旅途中，进行了一次全面的飞行演练，近距离飞掠了一颗名为唐纳德约翰森的小行星。探测器以每秒约 13 公里的相对速度，从距离该小行星约 960 公里的地方掠过，揭示了这颗天体并非简单的岩石，而是一个形似花生，在太空中以复杂方式旋转的独特世界。

此前地面望远镜已捕捉到这颗小行星狭长的外形，但露西号的近距离观测揭示了其更为复杂的运动模式。这颗小行星实际上沿着两个轴同时旋转：每隔 10.5 天完成一次从一端到另一端的翻转，并且每 26.5 天围绕其长轴发生一次摆动。这种“摇头晃脑”的翻滚运动在已知的小行星中极为罕见。

观测影像显示，这颗小行星呈现出明显的双瓣结构，两个部分由一个较窄的连接处相连，整体外观酷似花生。

研究团队推测，这两个部分最初是同一颗母体小行星在一次剧烈碰撞中产生的碎片，之后在各自引力的作用下重新结合。这颗小行星的轨道特性表明，它很可能属于埃里戈内小行星家族，该家族的起源可追溯至约 1.55 亿年前一次较大母体小行星的破碎事件。

科学家估计，唐纳德约翰森小行星在其形成初期，自转速度至少是现在速度的十倍。在过去的 2000 万至 6000 万年间，其自转速度逐渐减慢至当前水平。这种减速很可能归因于 YORP 效应，即太阳加热小行星表面后，不同区域以红外辐射形式释放热量，产生微小的反冲力。由于小行星形状的不对称性，这些力量累积形成了一个净扭矩，从而在漫长的时间里改变了其自转状态。随着自转减慢，离心力与引力之间的平衡发生变化，导致松散的岩石碎屑沿着坡面滑落，使得影像中许多陨石坑的边缘呈现出被“磨平”的痕迹。

露西号探测器搭载的光谱仪还在小行星表面检测到了富含铁的层状硅酸盐（粘土矿物）信号。这类矿物的形成需要液态水的参与。然而，研究表明，这种水作用过程应该是短暂且有限的，因为如果长期暴露在水中，粘土中的铁会被镁等元素取代。这与 NASA 的 OSIRIS-REx 任务探测到的小行星贝努，以及日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的隼鸟 2 号任务探测到的小行星龙宫形成了鲜明对比。后两者表面发现了富含镁的粘土，表明其母体曾经历过持续数百万年的水蚀变。这些差异表明，这三颗小行星的母体可能形成于太阳系早期不同的时空区域，之后才迁移到了主带的当前位置。

这颗小行星以 1974 年在埃塞俄比亚发现著名古人类化石“露西”的古人类学家唐纳德 · 约翰森命名。露西号探测器的命名正是源于这具对理解人类起源至关重要的化石。此次飞掠是露西号 12 年旅程中造访的第二颗小行星，此前它已于 2023 年飞掠了小行星丁基内什。该探测器预计将于 2027 年 8 月 12 日飞掠第一颗木星特洛伊小行星欧律巴忒斯，正式启动其核心科学任务。

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