法厄同的踪迹:
图一: 帕克太阳探测器观测到的小行星法厄同(位于两个红色箭头之间)的尘埃光学痕迹。太阳的位置和大小显示在左边,中间的模糊部分是银河系。条纹来自宇宙射线,左边可以看到来自太阳的流光。布伦丹·加拉赫/卡尔·巴坦斯/NRL
你十二月中旬抓到了双子座流星吗?这是一年中最好的流星雨之一,当地球穿过小行星“法厄同”绕太阳公转时留下的碎片,微小的小行星物质在我们的大气层中燃烧。
但从太空看,情况就不同了?不同之处:一个设计用来研究太阳的航天器(我要指出,它比你典型的流星要亮得多)看到了双子座流星。。。。。有一点,这不是流星体本身,而是它们围绕太阳运行数百万公里外的尘埃轨迹发出的混合光,这太酷了。
大多数流星雨是由彗星产生的。当一颗彗星靠近太阳时,其中的冰会变成气体,释放出微小的尘埃和砾石,然后形成一条长长的碎片轨迹,以与母星大致相同的轨道围绕太阳运行。如果轨道与地球交叉,我们会看到流星阵雨。
双子座流星雨不同。他们的父母是3200法厄同小行星。它的轨道使它非常接近太阳,离那个恒星火炉只有2100万公里。岩石变得非常热,以至于蒸发,所以在这种情况下,它的行为有点像彗星(天文学家称之为“活化小行星”)。我们知道法厄同是母体,因为它的轨道基本上与流星进入的轨道相同(它们在燃烧时在我们的空气中留下的条纹可以反推出一个轨道)。
图2:STEREO对3200颗法厄同的观测,显示了一股最终将成为双子座的碎片流。版权:朱维特,李,阿加瓦尔/美国宇航局/STEREO。
尽管法厄同只有在靠近近日点(离太阳最近的地方)时才会释放碎片,但我们知道那些碎片是沿着它的轨道散开的,因为我们每年都会出现双子座流星雨,不管法厄同在它的轨道上的什么地方。
原则上这些灰尘反射阳光,使其可见。实际上,从地球上来说,这几乎是不可能的。它只是太微弱了(更糟糕的是,它在太阳附近最亮,这是一个明显的问题)。但是从太空来看,这当然是可能的。
帕克太阳探测器于2018年8月发射进入环绕太阳的椭圆轨道,在2018年11月通过太阳时,飞船上的宽视场相机以正确的方向拍摄图像,从而看到法厄同双子座流星雨的尘埃轨迹。经过大量复杂的图像处理,踪迹确实可见!
在两个红色箭头之间可以隐约看到踪迹。毫无疑问它和小行星路径匹配。
通过做出一些合理的假设,天文学家们能够估计出围绕太阳运行的尘埃的总质量,并发现它大约有10亿吨。这听起来可能很多,但这只是法厄同本身总质量的一小部分,大约6公里宽。如果你能收集到轨迹上的所有灰尘,它将会形成一个直径只有800米的球体——只有小行星体积的0.2%。
有趣的是,他们还发现法厄同每1.4年经过太阳都会损失大约10万吨的物质,这远远少于在尘迹中看到的,这意味着所看到的很可能是比较古老的(需要很长时间才能脱落那么多物质)。对该轨迹总质量的其他估计(基于流星本身每年积累的质量)更大,不清楚为什么这个更低,尽管这可能是由于天文学家不得不进行计算的假设(比如尘埃颗粒的大小)。
图3,图4:从太阳系上方往下看(上图)和从侧面看(下图),帕克太阳探测器(黑色虚线)和法厄同(蓝色)的轨道。太阳由星号标记,地球由绿点标记,和法厄同的位置。橙色的弧线是帕克看到的尘迹的一部分。版权:Battam等。
这不是第一次发现尘埃痕迹;经过仔细的处理,从宇宙背景中可以看到几颗彗星非常微弱的踪迹。2013年,另一个天基太阳观测站STEREO也看到了法厄同,发现它正在释放尘埃。这与看到踪迹本身并不完全相同,但它首次显示小行星在活跃地释放物质。
这类观测很棘手,因为轨迹非常微弱,但它们能帮我们了解彗星——在这个例子中是小行星——在绕太阳运行时是如何丢失物质的。这可以帮我们了解这种物质是如何丢失的,以及随着时间的推移,当它运动时会发生什么,也许可以更好地预测流星雨。当然,这只是帮助我们更好地理解彗星和小行星,这很酷。
我们会得到更多的机会;帕克每88天绕太阳一周,因此它每年可能会看到这条轨迹4次。在接下来的几个月和几年里,将会有大量的数据需要分析,以寻找这颗靠近太阳的小行星发出的微弱的、幽灵般的碎片。
图一: 帕克太阳探测器观测到的小行星法厄同(位于两个红色箭头之间)的尘埃光学痕迹。太阳的位置和大小显示在左边,中间的模糊部分是银河系。条纹来自宇宙射线,左边可以看到来自太阳的流光。布伦丹·加拉赫/卡尔·巴坦斯/NRL
你十二月中旬抓到了双子座流星吗?这是一年中最好的流星雨之一,当地球穿过小行星“法厄同”绕太阳公转时留下的碎片,微小的小行星物质在我们的大气层中燃烧。
但从太空看,情况就不同了?不同之处:一个设计用来研究太阳的航天器(我要指出,它比你典型的流星要亮得多)看到了双子座流星。。。。。有一点,这不是流星体本身,而是它们围绕太阳运行数百万公里外的尘埃轨迹发出的混合光,这太酷了。
大多数流星雨是由彗星产生的。当一颗彗星靠近太阳时,其中的冰会变成气体,释放出微小的尘埃和砾石,然后形成一条长长的碎片轨迹,以与母星大致相同的轨道围绕太阳运行。如果轨道与地球交叉,我们会看到流星阵雨。
双子座流星雨不同。他们的父母是3200法厄同小行星。它的轨道使它非常接近太阳,离那个恒星火炉只有2100万公里。岩石变得非常热,以至于蒸发,所以在这种情况下,它的行为有点像彗星(天文学家称之为“活化小行星”)。我们知道法厄同是母体,因为它的轨道基本上与流星进入的轨道相同(它们在燃烧时在我们的空气中留下的条纹可以反推出一个轨道)。
图2:STEREO对3200颗法厄同的观测,显示了一股最终将成为双子座的碎片流。版权:朱维特,李,阿加瓦尔/美国宇航局/STEREO。
尽管法厄同只有在靠近近日点(离太阳最近的地方)时才会释放碎片,但我们知道那些碎片是沿着它的轨道散开的,因为我们每年都会出现双子座流星雨,不管法厄同在它的轨道上的什么地方。
原则上这些灰尘反射阳光,使其可见。实际上,从地球上来说,这几乎是不可能的。它只是太微弱了(更糟糕的是,它在太阳附近最亮,这是一个明显的问题)。但是从太空来看,这当然是可能的。
帕克太阳探测器于2018年8月发射进入环绕太阳的椭圆轨道,在2018年11月通过太阳时,飞船上的宽视场相机以正确的方向拍摄图像,从而看到法厄同双子座流星雨的尘埃轨迹。经过大量复杂的图像处理,踪迹确实可见!
在两个红色箭头之间可以隐约看到踪迹。毫无疑问它和小行星路径匹配。
通过做出一些合理的假设,天文学家们能够估计出围绕太阳运行的尘埃的总质量,并发现它大约有10亿吨。这听起来可能很多,但这只是法厄同本身总质量的一小部分,大约6公里宽。如果你能收集到轨迹上的所有灰尘,它将会形成一个直径只有800米的球体——只有小行星体积的0.2%。
有趣的是,他们还发现法厄同每1.4年经过太阳都会损失大约10万吨的物质,这远远少于在尘迹中看到的,这意味着所看到的很可能是比较古老的(需要很长时间才能脱落那么多物质)。对该轨迹总质量的其他估计(基于流星本身每年积累的质量)更大,不清楚为什么这个更低,尽管这可能是由于天文学家不得不进行计算的假设(比如尘埃颗粒的大小)。
图3,图4:从太阳系上方往下看(上图)和从侧面看(下图),帕克太阳探测器(黑色虚线)和法厄同(蓝色)的轨道。太阳由星号标记,地球由绿点标记,和法厄同的位置。橙色的弧线是帕克看到的尘迹的一部分。版权:Battam等。
这不是第一次发现尘埃痕迹;经过仔细的处理,从宇宙背景中可以看到几颗彗星非常微弱的踪迹。2013年,另一个天基太阳观测站STEREO也看到了法厄同,发现它正在释放尘埃。这与看到踪迹本身并不完全相同,但它首次显示小行星在活跃地释放物质。
这类观测很棘手,因为轨迹非常微弱,但它们能帮我们了解彗星——在这个例子中是小行星——在绕太阳运行时是如何丢失物质的。这可以帮我们了解这种物质是如何丢失的,以及随着时间的推移,当它运动时会发生什么,也许可以更好地预测流星雨。当然,这只是帮助我们更好地理解彗星和小行星,这很酷。
我们会得到更多的机会;帕克每88天绕太阳一周,因此它每年可能会看到这条轨迹4次。在接下来的几个月和几年里,将会有大量的数据需要分析,以寻找这颗靠近太阳的小行星发出的微弱的、幽灵般的碎片。
2019年12月14日21点12分,在昆明看到今年第一颗双子座流星,食堂的灯还亮着,宿舍里点的烧烤外卖还没到,今天又被六级摧残了一次,直播间看到了黑龙江漠河的星空,许久没有回老家了,头顶上飞过了20多架飞机,不知道说什么,反正看到流星,我很开心。2019年12月14日21点12分,在昆明看到今年第一颗双子座流星,食堂的灯还亮着,宿舍里点的烧烤外卖还没到,今天又被六级摧残了一次,直播间看到了黑龙江漠河的星空,许久没有回老家了,头顶上飞过了20多架飞机,不知道说什么,反正看到流星,我很开心。
英仙雨已过,下一场值得观赏的流星雨,是12月的双子雨。
流星雨一般源于彗星。这是太阳系里的一类小天体,富含水冰等易挥发物质,靠近太阳受热时便会活跃,喷出气体,长出彗尾,同时抛落大量的尘埃颗粒。比如英仙雨,便是斯威夫特-塔特尔彗星撒落的尘埃带撞上地球的结果。
双子雨却不同,它的尘埃源于一颗小行星,编号3200,名叫“法厄同”。
小行星是太阳系里的另一类小天体,主要由岩石构成,基本上不含挥发性物质,也就不像彗星那样没事儿就能喷些渣渣出来。那问题就来了——为啥这颗小行星会像彗星那样,搞出这么多尘埃呢?
最近,一项新研究给出了答案。
事实上,这颗小行星还是有点不一般的。从名字就可以看出来——法厄同,那是希腊神话里太阳神赫利俄斯的儿子。它沿一条很扁的椭圆轨道绕太阳运行,最近时离太阳不到日地距离的1/7,比太阳系里离太阳最近的水星还要更近一半还多。在所有得到命名的小行星里,还没有哪颗能比“法厄同”更靠近太阳的。
每当运行到太阳附近时,这颗小行星就会受到阳光的炙烤,表面温度可以高达750℃。如此高温之下,平常不怎么挥发的物质,比如钠,也会受热汽化,就像彗星上的水冰升华一样。科学家推测,由于常年受到炙烤,法厄同表面的钠很久以前就耗尽了,但小行星内部的钠仍会受热汽化,并透过地表的裂缝和裂纹喷射出来。这些气流能够提供足够的动力,将岩石碎屑带离小行星的表面,抛撒到太空之中。
为了验证这一想法,科学家专门找来了一块陨石样本,在实验室里把它加热到了750℃。这是一块碳质球粒陨石,形成于太阳系早期,1969年落在墨西哥上空,来源于一颗与法厄同相似的小行星。他们通过这一实验证实,受到同样的炙烤之后,那块陨石里的钠确实流失了,而其他元素基本没有变化——跟他们的预期一样。
这一发现还顺便解释了双子座流星雨为什么没有鲜艳的颜色。因为形成流星的尘埃颗粒来自于法厄同的表面,经过阳光的反复炙烤之后,容易产生鲜亮橙色光芒的钠元素早就流失不见了。
相关研究昨天(8月16日)发表在《行星科学》杂志上。
图一:小行星“法厄同”靠近太阳的示意图,钠元素受热汽化喷涌而出,顺便带出了表面的岩石碎屑。来源:NASA/JPL-Caltech/IPAC;
图二:2015年的双子座流星雨,一整夜有上百颗流星从辐射点激射而出。来源:我拍的[并不简单];
图三;2017年双子雨期间,小行星法厄同靠近地球,与两颗双子座流星一同被收入相框,背景中还有三角座星系(左)和仙女座大星系(右下)出镜。来源:还是我拍的[酷]。
流星雨一般源于彗星。这是太阳系里的一类小天体,富含水冰等易挥发物质,靠近太阳受热时便会活跃,喷出气体,长出彗尾,同时抛落大量的尘埃颗粒。比如英仙雨,便是斯威夫特-塔特尔彗星撒落的尘埃带撞上地球的结果。
双子雨却不同,它的尘埃源于一颗小行星,编号3200,名叫“法厄同”。
小行星是太阳系里的另一类小天体,主要由岩石构成,基本上不含挥发性物质,也就不像彗星那样没事儿就能喷些渣渣出来。那问题就来了——为啥这颗小行星会像彗星那样,搞出这么多尘埃呢?
最近,一项新研究给出了答案。
事实上,这颗小行星还是有点不一般的。从名字就可以看出来——法厄同,那是希腊神话里太阳神赫利俄斯的儿子。它沿一条很扁的椭圆轨道绕太阳运行,最近时离太阳不到日地距离的1/7,比太阳系里离太阳最近的水星还要更近一半还多。在所有得到命名的小行星里,还没有哪颗能比“法厄同”更靠近太阳的。
每当运行到太阳附近时,这颗小行星就会受到阳光的炙烤,表面温度可以高达750℃。如此高温之下,平常不怎么挥发的物质,比如钠,也会受热汽化,就像彗星上的水冰升华一样。科学家推测,由于常年受到炙烤,法厄同表面的钠很久以前就耗尽了,但小行星内部的钠仍会受热汽化,并透过地表的裂缝和裂纹喷射出来。这些气流能够提供足够的动力,将岩石碎屑带离小行星的表面,抛撒到太空之中。
为了验证这一想法,科学家专门找来了一块陨石样本,在实验室里把它加热到了750℃。这是一块碳质球粒陨石,形成于太阳系早期,1969年落在墨西哥上空,来源于一颗与法厄同相似的小行星。他们通过这一实验证实,受到同样的炙烤之后,那块陨石里的钠确实流失了,而其他元素基本没有变化——跟他们的预期一样。
这一发现还顺便解释了双子座流星雨为什么没有鲜艳的颜色。因为形成流星的尘埃颗粒来自于法厄同的表面,经过阳光的反复炙烤之后,容易产生鲜亮橙色光芒的钠元素早就流失不见了。
相关研究昨天(8月16日)发表在《行星科学》杂志上。
图一:小行星“法厄同”靠近太阳的示意图,钠元素受热汽化喷涌而出,顺便带出了表面的岩石碎屑。来源:NASA/JPL-Caltech/IPAC;
图二:2015年的双子座流星雨,一整夜有上百颗流星从辐射点激射而出。来源:我拍的[并不简单];
图三;2017年双子雨期间,小行星法厄同靠近地球,与两颗双子座流星一同被收入相框,背景中还有三角座星系(左)和仙女座大星系(右下)出镜。来源:还是我拍的[酷]。
✋热门推荐