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天文新知

小行星長鬍渣

德國耶拿大學( Friedrich Schiller University of Jena)日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)的礦物學家Toru Matsumoto等人發表報告指出:糸川小行星(25143 Itokawa)的土壤樣本中出現驚人發現:這顆小行星的表面被一層細小如髮狀的鐵結晶所包覆。相關論文發表在自然通訊期刊(Nature Communications)中。(編註:糸=絲,不是系統的系。)

糸川小行星算是個普通近地小行星(near-Earth asteroid),岩質,直徑僅約幾百公尺,繞太陽公轉的軌道會與火星軌道交錯。JAXA於2003年送隼鳥號(Hayabusa)太空船前往糸川小行星,並於2005年抵達小行星進行探測,採集到的表面土壤樣本於2010年成功送返地球,交由科學家進行分析研究,在太空探險史上寫下濃重的一筆。

日本九州大學(Kyushu University)Matsumoto在耶拿大學地球科學研究所(Institute of Geosciences)做訪問學者的一年期間,偶然間以穿透式電子顯微鏡(transmission electron microscope)發現採集回來的糸川小行星樣本中的微小塵粒表面覆蓋著極薄的細小鐵晶體,這些學者將之稱為鐵的「晶鬚(whisker)」。

這項發現不僅在於糸川小行星樣本,這些學者回頭檢視來自其他小行星的粒子樣本後,發現也有鐵晶鬚的存在,只是以前從未注意過。Matsumoto等人認為:這是太陽風裡的高能粒子撞擊小行星表面而使之風化的結果。小行星其中一個很重要的組成成分是隕硫鐵(troilite,FeS,硫化亞鐵)礦物,是硫元素(S)和鐵元素(Fe)的化合物。在受到風化的過程中,隕硫鐵中的鐵會被釋放出來,堆積在小行星表面後逐漸形成如今所見到的針狀結構,而硫則形成硫化合物氣體,蒸發逸散至太空中。

圖說:顯微鏡下的假色影像。(a)其中一顆已研究過的糸川小行星樣本顆粒。隕硫鐵礦物(FeS,紫色)被矽酸鹽礦物(綠色)包圍。(b)隕硫鐵表面(紫色)的鐵晶鬚(藍色)。(c)鐵晶鬚放大影像。Image: Toru Matsumoto
圖說:顯微鏡下的假色影像。(a)其中一顆已研究過的糸川小行星樣本顆粒。隕硫鐵礦物(FeS,紫色)被矽酸鹽礦物(綠色)包圍。(b)隕硫鐵表面(紫色)的鐵晶鬚(藍色)。(c)鐵晶鬚放大影像。Image: Toru Matsumoto

從已偵測到的晶體大小和數量,這些學者能估計出小行星硫元素的流失速度有多快。結果顯示,從宇宙太空的角度來看,硫元素流失速度快到讓人驚訝的程度。Matsumoto分析的晶鬚最長約2.5微米,厚度則約人髮的1/50,要形成這樣的程度大約得耗時1,000年左右。這些科學家認為這項發現還有個好處,那就是未來的相關研究可以藉由分析晶鬚來瞭解其他天體的風化過程,甚至可以估計這些天體的年齡。

為達此目的,Matsumoto等人瞄準一顆特別的小行星:NASA的OSIRIS-REx太空船現在正準備從貝努小行星(Bennu)採集樣本,而日本的隼鳥2號太空船(Hayabusa2)去年已經從龍宮小行星(Ryugu)採集完塵粒樣本,目前正在返回地球的路上,預計在2020年底重返地球。耶拿大學的學者們和Matsumoto都等著參與這些樣本的分析研究,希望屆時能取得更多的小行星訊息。(編譯/張桂蘭)
 
資料來源:Friedrich Schiller University of Jena

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