2014年12月3日,日本JAXA隼鸟2号探测器发射,2018年6月27日抵达小行星“龙宫”,开始了长达一年半的伴飞探测,其间顺利完成了两次着陆采样[1]。
两次着陆采样点TD1和TD2的位置。两次着陆采样点分别被命名为“玉手箱”(Tamatebako)和“万宝槌”(Uchide-no-kozuchi),均来源于日本传说故事。来源:JAXA、东大等 [1]
如今,隼鸟2号探测器带着从“龙宫”采集到的样品正在返回地球的途中,预计今年(2020年)12月底将样品送回地球。
在过去的一年里,隼鸟2号团队已经通过隼鸟2号获取的各种丰富的探测数据,揭开了一段又一段近地小行星“龙宫”的前生今世种种。例如:
1)近地小行星“龙宫”外形呈陀螺状,是疏松的“乱石堆”聚集而成的小行星;
2)“龙宫”的赤道隆起,是因为这颗小行星曾经转得很快,不过后来自转减慢了;
3)“龙宫”上虽然有(羟基形式的)水,但远没有科学家们之前预期的那么多,可以称得上“干涸”;
4)“龙宫”最可能来自主带小行星波兰(Polana)和欧拉莉娅(Eulalia)中一颗的碎片;
5)“龙宫”的表面非常年轻,可能形成于900万年前左右;
6)“龙宫”生涯坎坷,可能经历过多次俄罗斯套娃式的毁灭和重组;
……
而最近,科学家们通过分析隼鸟2号的科学数据又有了新发现!
近日,以东京大学諸田智克为首的隼鸟2号团队利用第一次着陆采样获取的科学信息,对小行星龙宫的演化史做出了进一步探秘,这一结果于2020年5月8日在线发表于《科学》杂志 [2]。
“彩色”龙宫是什么鬼?
文章一上来,就给了张彩色的小行星“龙宫”全球图。乍一看到这样的图,很多人可能会疑窦顿生,这红红蓝蓝的都是啥?难道“龙宫”其实是彩色的?
龙宫表面的b-x光谱斜率图。来源:JAXA
那我以前见过黑白“龙宫”又是啥?龙宫看起来到底是啥样的?嗨,说来话长了。
作为一颗典型的一颗C型(碳质)小行星,“龙宫”的表面其实是非常暗的。只有不到5%的阳光能被反射出来,literally炭一样黑,而且黑得极其均匀。
事实上,肉眼看上去的龙宫差不多会是这样:
隼鸟2号ONC-T相机2015年12月4日拍摄的地球和2018年6月21日拍摄的龙宫在接近肉眼状态下看到的样子。来源:JAXA、东京大学等[3]
这意味着,如果我们始终以肉眼观看的范围作为标准的话,根本识别不出龙宫表面有啥特征。
这就有点像…如果我们用0-100米作为尺度来看待中国成年人的身高,那绝大多数人四舍五入都人人身高2米…相比于100米这么大的尺度,几厘米几分米的差异太小了,很难被发现。但如果我们把尺度范围调整到1-2米这个范围,就会发现大部分中国成年人身高会集中在1.5-1.8米,而且还能看出成年男性和女性的身高是有明显差异的。然后我们甚至还能按年龄区间或者性别分个类,看到不同分类里的成年人身高有什么特征。
看小行星,也是类似的。既然“龙宫”整体都那么暗,那么我们只有对“评估”范围作出调整,才有可能看出差异来。经过“亮度调整”之后的,才是我们平常看到的“龙宫”表面的样子:不再是“漆黑一片”,而是有亮暗之分了。
龙宫两面。来源:JAXA
但仅仅这样,对有些科学研究还是不够,我们常常还需要更明确的指标,这个指标就是“光谱特征”。不同区域的反射光被光谱仪“分解”之后,会显示不同的反射率趋势,这常常体现了不同区域含有的物质成分差异。
反射率随波长递增的区域,行星科学家们通常称之为“光谱偏红”,递减的区域则称为“光谱偏蓝”。
把天体表面的物质用光谱特征进行分类。制图:haibaraemily
通过这个指标,我们可以把星球表面分成不同程度的“红色单元”和“蓝色单元”,为这些区域标上假彩色以示区分,这就成了我们开头看到的“彩色版”龙宫地图了。
划重点:假彩色,假彩色,假彩色。重要的事说三遍!
参考资料
[1] http://www.hayabusa2.jaxa.jp/enjoy/material/press/Hayabusa2_Press20190709_ver8.pdf
[2] Morota, T., Sugita, S., Cho, Y., Kanamaru, M., Tatsumi, E., Sakatani, N., ... & Yokota, Y. (2020). Sample collection from asteroid (162173) Ryugu by Hayabusa2: Implications for surface evolution. Science, 368(6491), 654-659. DOI: 10.1126/science.aaz6306
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