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一颗潜在的行星被炸得只剩内核,它经历了什么,今天变成这般模样

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在火星和木星的轨道之间,分布着数以万计的小天体,组成了太阳系著名的小行星带。

关于小行星带的起源,科学家们各执一词。有人认为这里原本就形成了无数个小天体,也有人认为,这里原本是太阳系的第五颗行星,但是在一次撞击中被炸毁,碎成了这些小行星。

不得不说,第二种说法还是很有趣的。不仅如此,科学家们也有着许多的理由。其中一个理由,就是小行星16 Psyche。这颗小行星的直径大约是226公里,是小行星带最大的天体之一。

更加离奇的是,它几乎完全由金属构成,有30%-60%都是由金属组成,其余部分是含铁硅酸盐,而不是像地球这样包裹着厚厚的岩石外壳。而我们知道在地球厚厚的岩石外壳之下,是一个巨大的金属核心。因此,很多人怀疑,16 Psyche正是那颗消失已久的第五大行星的内核。在一次撞击中,它被彻底炸碎,这个内核也就暴露了出来。

为了印证这个说法,科学家们对它进行了多次探测。就在最近,美国西南研究院的行星科学家Tracy Becker带领着她的团队,利用哈勃太空望远镜在紫外线波段对它进行了一次新的观测。结果表明,16 Psyche再一次像我们预期的那样表现出了它的金属性,甚至……它已经开始生锈了……

Becker说:“大部分由金属组成的陨石我们也见过不少了,但没有一个像16 Psyche这样独特,它很可能是一颗完全由铁和镍组成的小行星。地球有一个金属的核心,以及一个地幔和地壳。有可能16 Psyche的原行星在形成的过程中,遭受到了太阳系另一个天体的撞击,最终失去了地幔和地壳。”

我们知道,行星的形成和恒星一样,也是来自于一个原始的气体和尘埃云,充斥着微观粒子。它们原本分布得非常平均,但是在静电力的作用下,首先有一小部分结合在了一起,导致引力失衡。结合起来的粒子团拥有着更高的质量,这也意味着相对较强的引力,于是吸引其他物质下落。最后,在滚雪球的效应下,一颗行星就形成了。

在物质下落的过程中,势能和动能不断累积,最后转化为内能,使得内部不断升温以至于融化。熔融状态比固态流动性更强,这就允许密度较大的物质沉积下去,密度较小的物质“浮”上来,也就是像地球这样的金属内核和岩石外壳。

如果16 Psyche曾经是一颗行星,它也应该经历过这个过程,这意味着拥有外壳时的它要比现在大得多。但是问题在于:它的地幔和地壳到底是什么时候、通过怎样的方式被剥离的呢?这个问题困扰科学家已经许多年了,但Becker相信,她的团队已经找到了这些问题的一些线索。

在紫外线波段,他们发现了16 Psyche上有了氧化铁的痕迹,这在人类对小行星的探测史上还是首次。这意味着这颗小行星在漫长的岁月里,已经开始逐渐氧化,或者说得通俗一点:这颗小行星正在生锈!他们推测,这或许是太阳辐射出来的高能粒子撞击在小行星表面所导致的结果。

研究人员敏锐地意识到:既然它正处于生锈的过程中,并且最初作为行星内核应该不含有氧化物,那么我们可以通过它被氧化的程度,来推测出它暴露在外的时间长度,这不就是我们想要了解的它被炸碎的时间线吗?

观测结果表明,16 Psyche在紫外线波段有着很高的反射率,而这个反射率由于太空风化直接相关。由此可以看出,16 Psyche已经暴露很久了。

但是,目前的研究仅限于此,科学家现在也很难有更加巨大的突破。想要更深入地了解这颗小行星的一些信息,或许近距离的探测更加直接有效。

这并不是痴人说梦,NASA真的有计划向这颗小行星发射探测器。早在2017年的时候,NASA就对外宣布了这个雄心勃勃的探测任务,他们将在2022年发射探测器前去拜访16 Psyche,并在2026年抵达,展开深入的研究。

实际上,关于16 Psyche,的确还有太多的问题悬而未决,让科学家十分好奇。比如,我们只知道金属占了它全部的30%-60%,但这个范围太广了,对小行星性质影响也太大,我们需要一个更加确切的数字。夸张地说,我们甚至都不敢确定它是行星核心,因为在某个范围内,它也有可能是地幔的碎片。

同时,Becker的团队观测到了纯铁的光谱。但基本可以确定,这个观测结果是有问题的,因为表面只要有10%的铁就可以产生类似的效果。

此外,我们此前通过紫外波段对行星或者小行星表面进行的类似观测也相对较少,这就让我们将其与与16 Psyche的数据作对比,也无法系统地了解与16 Psyche的性质。

不管怎么说,发射探测器近距离地了解16 Psyche对我们来说非常重要,在它的表面,一定记录着太阳系的历史变迁。不论它是不是某颗行星的内核或者地幔之类的结构,它和其他小天体一样,都是太阳系重要的组成部分,也是我们了解太阳系的过程中必须要参考的对象。

当然,如果它真的只一颗行星的内核,那对于我们来说无疑是一个更好的消息。按照目前的科技水平,我们不可能撬开地球看到它的核心,如果几亿公里外就有一个活生生的例子,那么将对我们理解地球内部结构有着巨大的帮助。

也许用不了几年,当NASA的探测器来到这里时,许多谜题也将迎刃而解。

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