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NASA露西号直击花生小行星唐纳德约翰森,寻获太阳系早期水证据

2026-7-4 寰宇科学

美国太空总署(NASA)的“露西号”(Lucy)探测器在探索主小行星带时传回重大科学进展。

最新观测揭示,小行星“唐纳德约翰森”(Donaldjohanson)是外观宛如花生的双叶天体,表面更保留了古老液态水作用的珍贵证据。论文18日发表于《Science》期刊,为人类理解太阳系早期物质在碰撞、阳光与水的影响下如何演化,提供重要线索。

根据研究数据,露西号于2025年4月20日,以时速约48,000公里,在距离仅约1,046公里的极近距离下飞掠唐纳德约翰森,成功拍摄下首批高解析度影像并收集了详细的科学量测资料。画面显示,这颗小行星呈现“双叶”(bilobate)结构,由两个岩体通过狭窄的“颈部”相连,表面同时分布著多个撞击坑、山脊与复杂的地形痕迹。

有趣的是,唐纳德约翰森的自转并非沿单一轴稳定旋转,而像一个摇晃的陀螺:大约每10.5个地球日进行一次端对端(end-over-end)翻转,同时以26.5天的周期沿着长轴方向来回摇摆(rocking)。

团队解释,这种复杂的转动状态,部分归因于长期受太阳光照射所引发的“YORP效应”。数千万年间,此效应导致自转逐渐减缓,松散的岩块与碎屑在重力与离心力的双重作用下重新分布,不仅改变了表面的整体形貌,也让原先锐利的陨石坑边缘变得平滑(钝化)。

露西号飞掠期间,成功侦测到小行星表面含有“富铁黏土矿物”(iron-richphyllosilicates)。这类矿物必须在曾有液态水存在的环境下才能生成。科学家进一步推论,由于黏土成分以铁为主,而非被镁元素取代,代表唐纳德约翰森与液态水接触的时间相对短暂;如果长期浸在水中,黏土的铁通常会逐步被镁等元素取代。

这与近年来人类近距离探测的“贝努”(Bennu)及“龙宫”(Ryugu)两颗小行星形成强烈对比,后两者主要含“富镁黏土”,显示它们在早期母体阶段,曾经历过更长时间的水介质作用。

年龄与轨道史方面,团队估算唐纳德约翰森约1.55亿年前,由剧烈的星际撞击碎片重新聚合而成,且形成后大多安稳停在主小行星带。贝努与龙宫不仅历史更为悠久(推估形成于10亿至20亿年前),后来还发生轨道迁移,逐渐移动到靠近地球的轨道。这些差异为解开母体天体、行星迁移及太阳系早期环境之谜,提供了极具价值的线索。

科学家强调,露西号此次成功观测唐纳德约翰森,同时也是为未来拜访木星“特洛伊小行星群”的完美实战演练。目标任务团队将继续引导露西号深入太空,比较不同族群的小行星成分与演化史,进一步拓展我们对宇宙的认知。