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天文新知

哈伯直擊正在裂解的高爾特小行星

哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope,HST)捕捉到6478號小行星高爾特(6478 Gault),因自轉太快而向外甩出物質的景象。甩出的物質形成兩道如彗尾般的狹長碎屑尾,較長的碎屑尾約800,000公里長、4,800公里寬,短碎屑尾的長度則僅約長尾的1/4而已。分析顯示這些碎屑尾應是在2018/10/28~12/30期間形成的,每條尾巴都代表高爾特的一段經歷,而這些都是高爾特自1988年發現至今首度證實它正走向裂解毀滅的證據。

哈伯太空望遠鏡觀測到6478號高爾特小行星的碎屑尾。Credits:NASA, ESA, K. Meech and J. Kleyna (University of Hawaii), and O. Hainaut (European Southern Observatory)
高爾特直徑約4公里,距離太陽約3.44億公里,位在火星與木星之間的主小行星帶內。許多大型地面望遠鏡已陸續觀測過高爾特的碎屑尾,第一條碎屑在2019/1/5觀測到,第二條則約在1月中旬觀測到。主小行星帶中迄今已知的小行星數量接近800,000顆,但觀測到過的活躍小行星僅十來顆而已。天文學家估計如高爾特這般的事件並不常見,平均約每年發生1次。這些訊息可讓天文學家藉機瞭解小行星的化學組成,無須花大錢造太空船去近距離觀測小行星或把小行星樣本帶回地球分析研究。

哈伯影像顯示高爾特碎屑尾中的塵粒按照直徑大小排序:如沙子大小的大顆塵粒比較靠近高爾特,而相當於麵粉大小的小顆塵粒則受到太陽光壓的推擠而離高爾特較遠。高爾特是第2顆觀測到因太陽光壓而逐漸分解的小行星。這種太陽光壓致使小行星解體的作用稱為YORP效應(Yarkovsky–O'Keefe–Radzievskii–Paddack effect)。當小行星被陽光加熱,較暖的表面會向外發散紅外輻射,小行星的部分動量也隨之逸散。這個過程會在小行星上產生微小力矩,致使小行星自轉速度持續增加。當自轉造成的離心力超過讓小行星維持自身不散的重力時,小行星表面變得不穩定,三不五時發生滑坡坍塌事件,使塵粒或石塊以每小時數公里、相當於一般人溜達散步的速度漂入太空。

這些天文學家估計:大約從1億多年前開始,高爾特的自轉速度就以每10,000年1秒的速率緩緩加快;目前它自轉一圈僅約2小時左右,接近小行星自轉速度的上限,顯示這顆結構鬆散的小行星已經處在開始破碎的階段。

從哈伯影像顯示:由於接近小行星的其他區域並沒有其他碎屑散佈,所以可以排除受到另一顆小行星撞擊的可能。此外,從碎屑尾如此狹窄的情況來看,這些塵粒是在一次只持續數小時到數天的短暫噴發中釋出的;這幾次釋出的塵埃量如果壓縮在一起的話,大概可以形成直徑接近150公尺的塵埃球。這樣的塵埃量大約數個月後就會逸散在太空中,碎屑尾不再復見。

編譯:張桂蘭
 
資料來源:Hubblesite

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