科學(xué)家使用來(lái)自灶神星的隕石數(shù)據(jù)來(lái)解決“地幔缺失問(wèn)題”,并將我們對(duì)太陽(yáng)系的了解推遲到它開始形成后的僅僅幾百萬(wàn)年桃熄。
矮行星灶神星正在幫助科學(xué)家更好地了解太陽(yáng)系形成的最早時(shí)代先口。
最近的兩篇文章使用來(lái)自灶神星的隕石數(shù)據(jù)來(lái)解決“地幔缺失問(wèn)題”,并將我們對(duì)太陽(yáng)系的了解推遲到它開始形成后的僅僅幾百萬(wàn)年瞳收。
這些論文分別于9月14日和9月30日分別發(fā)表在《自然通訊》和《自然天文學(xué)》上池充。
灶神星
灶神星是1807年3月29日奧伯斯博士發(fā)現(xiàn)的第四顆小行星,奧伯斯博士是天空巡邏隊(duì)的成員缎讼,他還發(fā)現(xiàn)了谷神星和智慧星。
灶神星在200萬(wàn)到300萬(wàn)年間完成了吸積坑匠。在400萬(wàn)到500萬(wàn)年間血崭,它被放射性衰變的能量加熱并熔化,從而導(dǎo)致金屬原子核的分離厘灼。
600-700萬(wàn)年后夹纫,80%的物質(zhì)結(jié)晶后,對(duì)流將停止设凹。剩余物質(zhì)被擠壓形成星殼舰讹,或在爆炸過(guò)程中變成玄武巖熔巖,或形成壽命短暫的巖漿海濒析。
當(dāng)較老的熔巖受到較新表層的壓力而變形時(shí)槐秧,恒星核心的較深層就會(huì)結(jié)晶成深層巖石友鼻。最后,灶神星內(nèi)部慢慢冷卻锄开,變成了現(xiàn)在的樣子。
它足夠大称诗,可以像地球萍悴、月球和火星等巖石類地球物體一樣進(jìn)化。它是小行星帶中僅次于谷神星的第二大天體寓免,占主小行星帶總質(zhì)量的9%癣诱。
和谷神星一樣,灶神星的軌道位于木星和火星之間的主小行星帶袜香。但它能被歸類為矮行星嗎撕予?
經(jīng)過(guò)多次測(cè)量,灶神星的質(zhì)量只有智神星質(zhì)量的25%困鸥,而且是一個(gè)密度比比智神星小得多的扁球體嗅蔬,沒(méi)有足夠的質(zhì)量克服固體應(yīng)力達(dá)到流體靜力平衡的形狀剑按。
因此,灶神星在第26屆國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)上澜术,代表們認(rèn)為現(xiàn)在談?wù)撛钌裥鞘欠窨梢詺w為矮行星還為時(shí)過(guò)早艺蝴,應(yīng)該繼續(xù)稱其為太陽(yáng)系中的小天體。
他和太陽(yáng)系其他小天體一樣鸟废,自身不發(fā)光猜敢,而是通過(guò)反射太陽(yáng)光而發(fā)光。它的亮度與它離太陽(yáng)和地球的距離有關(guān)盒延,也取決于它的表面反射太陽(yáng)光的能力缩擂。
灶神星比谷神星更靠近太陽(yáng)。它的軌道還在谷神星的軌道上添寺,灶神星表面反射陽(yáng)光的能力更強(qiáng)胯盯。因此,灶神星是太陽(yáng)系中最亮的小天體计露,平均亮度達(dá)到6.5等博脑。
這些小行星被保存在太陽(yáng)系的撞擊環(huán)境中,并且從它們形成以來(lái)的一切都完好無(wú)損票罐。
在太陽(yáng)系的小行星中叉趣,最受科學(xué)家們關(guān)注的兩個(gè)"大哥大"是灶神星和谷神星。
近十年來(lái)该押,在對(duì)太陽(yáng)系特別是小行星的觀測(cè)和理論研究中疗杉,科學(xué)家們對(duì)太陽(yáng)系的結(jié)構(gòu)也有了一些新的認(rèn)識(shí)。
新了解
在最近的《自然天文學(xué)》論文中蚕礼,加州大學(xué)戴維斯分校文理學(xué)院地球與行星科學(xué)教授尹慶珠和加州大學(xué)戴維斯分校的研究生SupratimDey和AudreyMiller與新墨西哥大學(xué)的第一作者ZoltanVaci合作烟具,描述了最近發(fā)現(xiàn)的三顆確實(shí)包含地幔巖的隕石,稱為超基性隕石奠蹬,其中包括礦物橄欖石作為主要成分净赴。
科學(xué)家們現(xiàn)在知道灶神星的結(jié)構(gòu)和地球一樣,可以分為三層:由金屬鐵和鎳組成的核心罩润。地核被橄欖石地幔覆蓋玖翅,外地幔是星殼。
像地球這樣的行星其中大部分都是地幔割以。但地幔型巖石在小行星和隕石中卻很少見(jiàn)金度。
2011年,美國(guó)宇航局的黎明任務(wù)严沥,遠(yuǎn)程觀測(cè)了灶神星上最大的南極撞擊坑的巖石猜极,但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)地幔巖石。
尹慶珠說(shuō):“這是我們第一次能夠?qū)υ钌裥堑牡蒯_M(jìn)行采樣消玄「”丢胚。“如果我們觀察隕石受扳,我們有核心物質(zhì)携龟,有地殼,但看不到地幔勘高∠矿”行星科學(xué)家將其稱為“地幔缺失問(wèn)題”。
早期华望,這些是由碰撞加熱的熔巖球蕊蝗。鐵和嗜鐵元素,或“愛(ài)鐵”元素赖舟,如錸蓬戚、鋨、銥宾抓、鉑和鈀碌更,沉到中心形成金屬核,使地幔缺乏這些元素洞慎。
隨著行星冷卻,地幔上形成了一層薄薄的固體地殼嘿棘。后來(lái)劲腿,隕石將鐵和其他元素帶到地殼。
灶神星在地球鸟妙、月球和火星等更大的物體之前很久就形成了一個(gè)堅(jiān)固的地殼焦人。
因?yàn)樗×耍灾馗福诘貧ず偷蒯V蟹e累的親鐵元素形成了地核花椭,也形成了非常早期的太陽(yáng)系的記錄。
隨著時(shí)間的推移房午,碰撞使灶神星上的碎片有時(shí)會(huì)作為隕石落到地球上矿辽。
研究發(fā)現(xiàn)
尹慶珠在加州大學(xué)戴維斯分校的實(shí)驗(yàn)室之前曾與一個(gè)國(guó)際團(tuán)隊(duì)合作,研究月球地殼中的元素郭厌,以探測(cè)早期太陽(yáng)系袋倔。
現(xiàn)在加州大學(xué)戴維斯分校的團(tuán)隊(duì)對(duì)同位素進(jìn)行了精確分析,創(chuàng)建了一個(gè)指紋折柠,使他們能夠識(shí)別隕石來(lái)自灶神星或非常相似的物體宾娜。
這項(xiàng)工作得到了澳門科技發(fā)展基金、德意志研究機(jī)構(gòu)和美國(guó)宇航局的部分支持扇售。
澳門科技大學(xué)的朱孟華和他的同事使用Vesta擴(kuò)展了這項(xiàng)工作前塔。
尹慶珠說(shuō)嚣艇。“這將我們推回到太陽(yáng)系形成開始后的兩百萬(wàn)年华弓∈沉悖”“因?yàn)樵钌裥呛茉缇托纬闪耍赃@是一個(gè)很好的模板该抒,可以了解太陽(yáng)系的整個(gè)歷史慌洪。”
人們?cè)J(rèn)為灶神星和較大的內(nèi)行星可以從小行星帶中獲取大部分物質(zhì)凑保。
但這項(xiàng)研究的一個(gè)關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)是冈爹,內(nèi)行星(水星、金星欧引、地球和月球频伤、火星和內(nèi)矮行星)的大部分質(zhì)量來(lái)自與太陽(yáng)系早期其他大型熔融天體的碰撞和合并。
也就是說(shuō)小行星帶本身代表了行星形成的剩余物質(zhì)芝此,但對(duì)更大的世界貢獻(xiàn)不大憋肖。
這些特征暗示它和谷神星具有不同的演化路徑。若把它與谷神星一道研究婚苹,相互比對(duì)岸更,將能更加清晰地揭示太陽(yáng)系的演化過(guò)程。