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小行星,彗星和其他小物体提供神秘的遥远过去的线索

2021-08-19 14:50:36来源:

我们太阳系的小世界帮助我们追踪其历史和进化,包括彗星。这款视频剪辑是从NASA的EPOXI Mission SpaceCraft 2010年11月4日的彗星哈特利2的飞行期间编制的图像编制。学分:NASA / JPL-CALTECH / UMD

人类存在的整个历史是我们太阳系的45亿年历史上的微小漏洞。没有人在解决他们现在的配置之前看到和经历剧烈变化的行星。为了了解我们面前的东西 - 在地球上的生命和地球本身之前 - 科学家需要捕杀对此神秘的遥远过去的线索。

这些线索以小行星,彗星和其他小物体的形式出现。就像侦探通过法医证据筛过来,科学家们仔细检查了这些小体,了解我们的起源的见解。他们讲述了一个无数的流星和小行星在行星上下雨的时候烧毁了一段时间,在阳光下烧毁,超越海王星的轨道或彼此碰撞并粉碎成较小的身体。从遥远的冰冷彗星到小行星结束了恐龙统治的小行星,每个太空岩石都包含史诗事件的线索,这是我们今天所知的史诗事件的线索 - 包括地球上的生命。

美国宇航局的任务学习这些“非行星”帮助我们了解包括地球的行星如何形成,找到来自传入物体的危害,并考虑探索的未来。他们在太阳系的历史中发挥了关键作用,并反映了今天如何继续改变。

“他们可能没有巨大的火山,全球海洋或沙尘暴,但小世界可以回答我们对太阳系起源的大问题,”华盛顿州NASA总部的行星科学司代理总监Lori Glaze说。

NASA历史悠久的探索小型身体,从伽利略1991年的小行星汽油飞行开始。第一个轨道轨道轨道,靠近地球小行星约会(近的)鞋匠,也成功地落在2000年的小行星ERO上,并进行了最初没有计划的测量。深度影响使命在2005年推动了彗星Qupel 1的探针,并促使科学家重新考虑彗星所形成的彗星。最近的努力已经建立了这些成功,并将继续教我们更多关于我们的太阳系。这是我们可以学到的内容的概述:

Ceres的闭合仪处于假颜色的这种表示显示了表面组成的差异。学分:NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA

建筑行星块

我们的太阳系如我们所知,今天由灰尘 - 微小的岩石,金属和冰颗粒形成 - 在我们婴儿太阳周围的圆盘上旋转。这个圆盘的大部分材料落入新生星中,但有些位避免了命运和粘在一起,生长成小行星,彗星甚至行星。这一过程的许多剩菜都幸存到这一天。来自较小物体的行星的生长是我们历史的一片,即小行星和彗星可以帮助我们调查。

“小行星,彗星和其他小型身体从太阳系的诞生中保持材料。如果我们想知道我们来自哪里,我们必须研究这些物品,“釉说。

向这个故事提供线索的两个古代化石是Vesta和Ceres,是火星和木星之间的小行星中最大的尸体。美国宇航局的黎明航天器最近结束了它的使命,讨论了他们两个,并明确表明他们不是常规“小行星俱乐部”的一部分。虽然许多小行星是松散的瓦砾系列,但Vesta和Ceres的内部层叠,核心的密度材料。(以科学的术语,据说他们的内部是“差异化”。)这表明这两个机构都在成为行星的途中,但它们的成长是发育不足的 - 他们从未有足够的材料可以像主要行星一样大。

但是,虽然Vesta在很大程度上是干燥的,但Ceres是潮湿的。它可能具有25%的水,主要融入矿物质或冰,具有地下液体的可能性。CERES的氨的存在也有趣,因为它通常需要冷却的温度而不是CERES的当前位置。这表明矮星可以形成超越木星并迁移或至少掺入源自太阳的材料。Ceres'起源的神秘展示了复杂的行星形成是如何形成的,并且它强调了我们太阳系的复杂历史。

这位艺术家的概念描绘了美国国家航空航天局的灵魂使命附近的宇宙飞船,这是特派团的目标,金属小行星心理。学分:NASA / JPL-CALTECH /亚利桑那州立统一统一./space Systems Loral / Peter Rubin

虽然我们可以间接地研究行星的地球的深层内部,但由于美国航空航天局的洞察团将在火星上做的,虽然NASA的Insight Mission,但不可能深入进入空间包括地球的任何相当大的物体的核心。尽管如此,一个叫做心灵的罕见对象可能会有机会探索一个没有任何挖掘的行星样的身体核心。小行星心灵似乎是原始原始的曝光铁镍核心 - 这是一个在太阳系历史中早期形成的小世界,但从未达到行星大小。像Vesta和Ceres一样,心灵看到了它的途径破坏了。美国宇航局在2022年推出的灵魂使命将通过详细研究这种金属对象来帮助讲述行星形成的故事。

艺术家对NASA新的视野航天器的印象遇到2014 Mu69,这是一个Kuiper皮带对象,轨道在2019年1月1日在冥王星超越冥王星之外的太阳10亿英里(16亿公里)。学分:NASA / JHUAPL / SwRI

越来越远,美国宇航局的新视野航天器目前正在前往遥远的对象,以2014 Mu69,特派团绰号“Ultima Thule”。距离阳光远远超过冥王星,Mu69是牛皮尔队的居民,是海王星轨道的冰块的富含物体区域。像Mu69这样的物体可以代表保留在太阳系中的最原始或未妨碍的材料。虽然Sun,Mu69和许多其他kuiper皮带对象周围的椭圆轨道上的行星轨道具有非常圆形的轨道,但这表明他们并没有从他们的原始路径中移动到45亿年。这些物体可以代表冥王星和其他遥远的冰冷世界的积木。新的视野将于2019年1月1日在历史上的最远行星飞行中获得最接近Mu69的方法。

“Ultima Thule非常有价值地理解我们的太阳系及其行星的起源,”科罗拉多州博尔德博尔德西南研究所的新视野主要调查员Alan Stern说。“这是古老的和原始的,而不是我们以前见过的任何东西。”

交付生命的元素

小世界也可能负责播种地球与生命的成分。研究他们有多少水是他们如何帮助地球上种子生活的证据。

“小尸体是游戏变化器。他们随着时间的推移参与我们太阳系的缓慢而稳定地演变,并影响行星大气和生命的机会。地球是那个故事的一部分,“美国宇航局的首席科学家Jim Green说。

这本“超级分辨率”观点的小行星Bennu是在2018年10月29日由美国宇航局的奥西里斯 - 雷克斯航天器获得的八种图像创建的,从约205英里(330公里)。学分:NASA /哥达/亚利桑那大学

含有生命块的小行星的一个例子是Bennu,NASA的Osiris-rex(起源,谱解释,资源识别,安全 - regolith Explorer)任务的目标。Bennu可以装满碳和水分子,这两者都是必要的,因为我们所知道的生活。随着地球形成,之后,Bennu这样的物体下雨并将这些材料送到了我们的星球上。这些物体没有海洋本身,而是在矿物质中绑定的水分子。最多80%的地球水被认为来自Bennu这样的小型身体。通过研究Bennu,我们可以更好地了解允许贫瘠的年轻地球与生活开花的物品种类。

Bennu可能起源于火星和木星之间的主要小行星,并且认为幸存下来的灾难性碰撞发生在8亿和20亿年前。科学家认为一个大型碳富有的小行星粉碎成千上万的碎片,Bennu是残余物之一。Bennu被认为是一个“瓦砾桩”的小行星 - 一系列松散的岩石通过重力和另一个力量科学家称之为“凝聚力”。Osiris-rex将于2018年12月初抵达Bennu,经过1.2亿英里(公里公里)的旅程,并将在2023年在样品返回胶囊中恢复这种有趣物体的样本。

日本Hayabusa-2代表团也在看着来自同一家族的小行星,以为曾为地球提供生命的成分。目前在小行星Ryugu的轨道上,表面上的小跳跃船只,使命将收集样品并将它们返回到地球上以便在2020年底分析。我们将学习很多比较Bennu和Ryugu,并了解他们样本之间的相似之处和差异。

太阳系进化的示踪剂

大多数形成我们太阳系的材料,包括地球,没有活着讲述故事。它落入太阳或被喷射到我们最强大的望远镜的到达之外;只有一个小部分形成了行星。但是,早些时候有一些叛徒遗留的行星的东西,在太阳周围的不确定命运。

太阳形成后,太阳系的一个特别灾难性的时间在50到5亿之间。木星和土星,我们的系统最巨大的巨人,因为他们的重力与小行星等小行星相互作用,重组了它们周围的物品。天王星和海王星可能已经越来越靠太阳,并随着木星和土星搬到外面。事实上,土星可能已经阻止了木星从“吃”一些地球行星,包括地球,因为它的重力抵消了木星对太阳的进一步运动。

露西使命的概念图像到特洛伊木马小行星。学分:NASA / SWRI.

名为特洛伊木马的小行星的群体可以帮助整理那个动荡时期的细节。特洛伊木马包括两个小尸体,分享木星在太阳周围的轨道,在木星领先一组,一个尾随后面。但是一些特洛伊木马似乎由不同的材料制成,如他们不同的颜色所示。有些人比其他人更红,可能起源于海王星的轨道,而灰色的人可能已经形成了更靠的太阳。领先的理论是,随着木星在很久以前移动,这些物体被康复到拉格朗日点 - 木星的重力和太阳创造了可以捕获小行星的领域。科学家们说,特洛伊木马的普遍性地反映了木星的目前的旅程。“他们是上次Jupiter在搬家的内容发生了什么残余,”Southwest Chopionitute的研究员Hal Lvison表示。

NASA的Lucy使命在2021年10月推出,将首次向特洛伊木马派遣航天器,彻底调查六个木马(每个群体中的三个小行星)。对于特派团的主要调查员,航天器将对他和同事的想法进行了几十年来测试Jupiter的太阳系。“真正有趣的是我们不期望的是,”他说。

在不断发展的太阳系中的过程

日落后,在正确的条件下,您可能会发现散落的阳光在黄光般的平面上,天空轨道的天空区域。这是因为阳光正在被彗星和小行星等小型碰撞中留下的灰尘散落。科学家称这种现象“Zodiacal Light”,这是我们的太阳系仍然活跃的迹象。其他恒星周围的Zodiacal粉尘表明,他们也可能港口有源行星系统。

小型身体的灰尘特别在我们的星球中具有重要作用。每天约100吨陨石材料和尘埃材料落在地球上。其中一些来自彗星,其活动对地球的演变具有直接影响。随着彗星接近太阳并体验其热量,彗星内的气体泡起来并从彗星携带尘土飞扬的材料 - 包括寿命的成分。NASA的Stardust SpaceCraft通过Comet 81P /野性飞行,发现彗星含有氨基酸,这些氨基酸是建筑物块。

这张视图显示了2016年9月29日在ESA的Rosetta SpaceCraft上的Osiris广角摄像头的Comet 67p / Churyumov-Gerasimenko,当罗萨塔在14英里(23公里)的海拔高度时,奥斯西尔广角相机。学分:OSIRIS团队的ESA / Rosetta / MPS MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA

在彗星中观察到的偶然的气体和灰尘的爆发表明它们的表面上或附近的活动,例如山体滑坡。欧洲航天局的Rosetta使命在2016年完成了彗星67P / Churyumov-Gerasimenko探索,提供了对Cometary活动的前所未有的见解。在彗星的变化中,航天器观察了巨大的悬崖塌陷,一个大的裂缝变得更大,巨石移动。“我们发现巨石可以将大型卡车的大小移动到彗星的表面上一段距离,只要一半的足球场,”大学美国罗汀科学团队的成员ramy el-maarry ramy el-maarry博尔德科罗拉多州于2017年说。

彗星今天也影响行星运动。随着木星继续向外涌入彗星,由于与冰冷的身体的引力舞蹈,它向内移动了。与此同时,海王星向内抛出彗星,然后又会变得微小的向外推动。在这个过程中,天王星和土星也在向外移动。

“现在我们在谈论青少年的运动量,因为没有大量的群众剩下,”Levison说。

有趣的事实:看到最多彗星的航天器是美国宇航局的太阳能和光星观测所(SOHO),最着名以其对太阳的研究。Soho已经看过阳光“吃”成千上万的彗星,这意味着这些小世界在太阳系内部喷洒了他们的旅程,成为太阳晚餐。

此动画在接近内部太阳系时描绘了彗星。来自阳光的光线温暖彗星的核心,或核心,一个物体如此小,无法在这种规模中看到它。学分:NASA / JPL-加州理工学院

对地球的危害

小行星仍然可以对包括我们自己的行星产生影响危害。

虽然特洛伊木马被困成为木星集团,但奥西里斯 - 雷克斯特派团的目标是目前已知的地球上最潜在危险的小行星之一,即使它与地球碰撞的几率仍然相对较小;科学家估计Bennu在其22世纪后期地球接近地球的一个接近的方法中,有一个2,700个影响力。现在,科学家可以在2135年之前预测Bennu的道路,当时小行星将成为地球的一个近距离。Osiris-Rex的密切观察将在Bennu的旅程中获得更严格的手柄,帮助科学家致力于保护我们的星球抵抗危险的小行星,以更好地了解它在影响轨迹上偏转一个人所需的内容。

“我们正在开发很多用于在这些尸体周围经营的大量技术,并瞄准其表面上的位置,以及其整体物理和化学性质的表征。如果您想要设计小行星偏转使命,您将需要这些信息,“奥西里斯 - 雷克斯特派团的主要调查员Dante Lauretta表示,基于亚利桑那大学的图森。


这个动画显示了NASA的双羚羊重定向测试(DART)将如何瞄准并击打二元小行星藏的较小(左)元素,以证明动力学的影响可能是如何将小行星重定向作为原子能机构行星防范计划的一部分。学分:NASA / JHUAPL.

另一个即将到来的使命,将测试从自然发生的抗冲击中捍卫地球的技术是美国宇航局的双羚羊重定向试验(DART)任务,这将试图改变小的小行星的运动。如何?动态影响 - 换句话说,用它碰撞一些东西,但以比自然更准确和控制的方式。

Dart的目标是Didymos,一个由两个物体互相组成的二元小行星。较大的身体大约半英里(800米),宽度小于一英里(150米)的小月份。小行星这个大小可能导致普遍的区域损坏,如果一个人会影响地球。Dart将故意将自己坠入月球内略微改变小物体的轨道速度。然后,地球上的望远镜将通过观察到的新的时间来测量速度的变化,它需要月光在主体周围完成轨道,这预计将变化低于一分的百分比。但即使这一点的变化也可能足以让地球上的预测的影响力在一些未来的影响情景中。由Johns Hopkins大学应用物理实验室建造的航天器定于2021年春季推出。

Didymos和Bennu只是近19,000名近地球小行星中的两个。有超过8,300个近地球小行星的近地区的近地区的迪姆斯的大小和更大,但科学家们估计了大约25,000个小行星的那个尺寸范围内存在近地球空间。望远镜帮助科学家们发现和理解这些物品,包括潜在的危险,被称为Noowise(代表近地上的对象广场红外测量探险家)。

“对于大多数小行星来说,除了他们的轨道之外,我们对他们很少了解,他们看起来有多亮。用神经大小,我们可以利用物品发出的热量来让我们更好地评估其尺寸,“NASA射流推进实验室的神圣的主要调查仪艾米主机。“这很重要,因为小行星的影响可以包装相当的冲头,并且能量的量依赖于物体的大小。”

这位艺术家的概念显示了广泛的红外测量探险家,或明智的航天器,在其周围的地球上的轨道。在它的神圣使命中,它发现并表征了小行星。学分:NASA / JPL-加州理工学院

小世界作为坑停止,资源为未来的探索

太空中没有加油站,但科学家和工程师已经开始思考小行星在前往更远的目的地的途中可以作为宇宙飞船的加油站。这些小世界也可能有助于宇航员恢复其供应。例如,Bennu可能在粘土矿物中有水,这可能会收获一天,以便保湿口渴的空间旅行者。

“除科学外,未来确实会挖掘,”格林说。“空间中的材料将在空间中用于进一步探索。”

金属是如何达到小行星的?正如他们所形成的那样,小行星和其他小型世界收集了数十年多年前的重点。在小行星中发现的铁和镍由之前的几代恒星产生,并在我们的太阳系的形成中并入。

这些小体还含有较重的金属,常用于恒星爆炸,称为超胃部。一颗明星的暴力死亡,这可以导致创造一个黑洞,在整个宇宙中比氢和氦更重。这些包括金属,如金,银和铂,以及我们存活所需的氧气,碳和其他元素。另一种大灾变 - 超新星残余融合称为中子恒星 - 也可以创造和展开重金属。以这种方式,小型身体也是长死角的爆炸或碰撞的伪造证据。

因为大事,我们现在有很多非常小的东西。从小事中,我们得到了关于我们过去的大小写 - 为我们未来的资源。探索这些对象很重要,即使他们不是行星。

毕竟,他们是小世界。