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独特的灶神星
作者:k彩    发布于:2022-06-14 09:37:31    文字:【】【】【
摘要:随着神州十四号出征太空,人们对太空的探索也在逐渐深入,我们熟知太空中有很多小行星,灶神星就是其中的一颗小行星,灶神星是如何被发现的呢,其对于我们的研究有没有什么特殊价值呢?一起来看看吧! 1807年3月29日,德国天文学家海因里希斯·威廉·马特乌斯·奥伯斯(Heinri
随着神州十四号出征太空,人们对太空的探索也在逐渐深入,我们熟知太空中有很多小行星,灶神星就是其中的一颗小行星,灶神星是如何被发现的呢,其对于我们的研究有没有什么特殊价值呢?一起来看看吧! 1807年3月29日,德国天文学家海因里希斯·威廉·马特乌斯·奥伯斯(Heinrich Wilhelm Matth us Olbers)在室女座发现了灶神星,并将命名这颗新发现小行星的荣誉授予了计算其轨道的德国数学家约翰·卡尔·弗里德里希·高斯(Johann Carl Friedrich Gauss),高斯以罗马神话中“炉灶、家和家庭(hearth, home and family)”的女神维斯塔(Vesta)命名。 灶神星及谷神星、智神星和婚神星等最早被发现的小天体外观类似于行星,德国天文学家弗里德里希·威廉·赫歇尔(Frederick William Herschel)采用希腊文中的词根aster- (似星的),将其命名为asteroid,汉语译为“小行星”。这些小行星主要分布在火星和木星轨道之间的主小行星带上,估计有数十万颗之多,直径从十几米到数百公里不等。由于灶神星是主小行星带第4颗被发现的小行星,故亦称为4 Vesta。灶神星是一个干燥、分异的天体,位于主小行星带的内侧(图2),是45.6亿年前类地行星形成早期阶段的遗留物。 灶神星是主小行星带中质量第二大的天体,占所有主小行星带总质量的9%,每3.63年绕太阳公转一周,距平均距离超过3.5亿千米。它以a=2.36天文单位(地球和太阳之间的平均距离)的半长轴绕太阳运行,自转周期0.22个地球日。灶神星是地球上可见的最明亮的小行星,是一个大小为(578×560×458)千米的三轴椭球体(图3)。平均半径为(265±5)千米,轨道倾角7.1°,偏心率0.09。表面平均温度负188 ℃,最高温度负18 ℃,表面反照率0.423。其体积为14242.5万立方千米,质量约(2.67±0.02)×1020千克,全球平均密度为每立方厘米3.46克,表面重力为0.25 米/秒2,逃逸速度为0.35千米/秒。 1970年,McCord等人发现灶神星可见光和红外光谱与玄武质钙长辉长无球粒陨石(Eucrite)Nuevo Laredo的实验室光谱非常匹配,故而首次提出灶神星可能是这些分异型陨石的母体小行星。他们开创性的工作加速了科学家对灶神星的兴趣。 1993年,Binzel和Xu在灶神星临近轨道上发现了20颗直径小于10千米的玄武质小行星,这些小行星具有类似于灶神星及钙长辉长无球粒陨石(Eucrite)和奥长古铜无球粒陨石(Diogenite)的光谱。故而他们提出这些小行星可能是由于撞击从灶神星上溅射出来的,并将其划分为V型小行星或灶神星族小行星。 这些小行星通过引力不稳定的柯克伍德空隙3:1轨道共振区域(此区域内小行星受木星引力影响极易从共振轨道脱离)后演化为越地小行星,部分星体最终被地球重力场捕获,穿越地球大气层后残骸形成了HED族陨石,即钙长辉长无球粒陨石(Eucrite)-奥长古铜无球粒陨石(Diogenite)-古铜钙长无球粒陨石(Howardite)。 哈勃望远镜(HST)1994年首次用宽视场行星照相机(WFPC2)拍摄了一组分辨率为52 千米/像素的图像,被用于确定灶神星的自旋极、大小和形状。 1996年5月,灶神星离地球较近时,HST以分辨率为36千米/像素获得了WFPC2图像,获得了灶神星新的地形信息,证实灶神星可能是HED陨石的母体。 1997年Thomas等人利用HST对灶神星进行了观测,首次绘制了小行星表面形貌图,并在小行星南极地区,发现了直径约460千米的巨大陨石坑Rheasilvia其为灶神星现存最大的撞击盆地,挖掘深度可达数十千米。 “黎明”号(Dawn)是美国国家航空航天局发现计划的第九次任务,携带着可见光、红外光谱仪(VIR),两台冗余帧摄像机(FC),伽马射线和中子探测器(GRaND)等载荷,前往主小行星带的灶神星和谷神星进行考察,试图了解太阳系的组成以及太阳系最早时期发生的过程。美国宇航局“黎明号”探测任务于2007年9月27日发射探测器,任务于2018年10月31日结束,飞行里程达69亿千米。 2011年7月16日至2012年9月,黎明号环绕灶神探测,可见光和红外观测数据显示:古铜钙长无球粒陨石(Howardite)是灶神星表面最具代表性的岩石类型,而古铜钙长无球粒陨石是钙长辉长无球粒陨石和奥长古铜无球粒陨石的混合物。这些物质有明显的区域变化,其中赤道区域显示出更高含量的钙长辉长无球粒陨石成分,南极撞击盆地具有更高的奥长古铜无球粒陨石成分。黎明号拍摄了大量清晰的灶神星南极巨大撞击坑的照片,利用照片对撞击坑进行统计定年,由此得到较小的年龄,仅(10±2)亿年和21±2亿年。黎明号探测数据表明了灶神星与HED族陨石的确存在强烈的成因联系,佐证了HED族陨石来自灶神星的的假设。


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