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近地小行星可能为未来的流星雨提供补给

大多数流星雨与彗星有关,但由小行星驱动的流星雨可能比之前认为的更普遍。

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2019年1月19日,Bennu 小行星从其表面喷射出粒子。图片来源:NASA/Goddard/University of Arizona/Lockheed Martin

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每天,成千上万的小岩石——从尘埃颗粒到鹅卵石大小——会与地球的大气层相交并燃烧殆尽。当行星穿过成团的岩石碎屑时,我们就能看到更具规律性的碰撞,即流星雨。

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长期以来,人们认为这些碎片严格来自于被太阳加热并破裂的彗星。但早在2019年初,NASA的OSIRIS-Rex(起源、光谱解析、资源识别、安全-风化层探测器)探测器捕获了近地小行星Bennu的图像,彻底颠覆了这一观念。

图像显示,小块岩石正从Bennu小行星的表面发射出去。一些岩石落回了表面,一些则围绕Bennu绕行了几天的轨道,但大约30%的物质以足够快的速度被喷射出去,以至于其碎片逃离了小行星的引力,开始绕太阳运行。


阅读更多:OSIRIS-REx 探测器literally 堆满了来自 Bennu 小行星的样本


“这令人惊讶,”亚利桑那大学月球与行星实验室的研究生 Robert Melikyan 说。“Bennu 没有多少挥发性物质,无法像彗星那样加热和分解。”

Melikyan 和一个研究团队在一个于今年早些时候发表在《地球物理学研究杂志:行星》上的研究中,模拟了Bennu小行星尘埃云的演变,发现这些尘埃粒子既扩散到Bennu的轨道周围,也沿着相似的椭圆轨道绕太阳运行。

“Bennuid” 流星雨

为了解释发生的事情,科学家们认为太阳也像加热彗星一样烘烤Bennu的岩石表面。Melikyan 说,那里的岩石会经历大约两个小时的完全加热,然后随着Bennu完成自转并面对寒冷的真空环境而冷却下来。

人们认为,这种巨大的温差会引起应力断裂,足以将Bennu的岩石击碎并将其部分弹出表面。此外,科学家们推测,不断撞击小行星表面的非常小的陨石颗粒以高速撞击,也会将许多这些破裂的碎片扬到空中。

Melikyan 说:“在未来一个世纪,当Bennu的轨道预计会更接近地球时,这些粒子撞击地球大气的几率相当高。”他的团队对1788年至2135年间的Bennu轨道进行了高精度建模。模拟显示,第一个粒子将在2101年撞击地球大气层。从2130年左右开始,模型显示流星雨将显著增加,其中最大的一次预计发生在2182年9月24日。

约翰霍普金斯大学应用物理实验室的行星天文学家 Andrew Rivkin 没有参与这项研究,他说,这项研究的作者指出,即使是2182年的流星雨也会相当平淡。“然而,与典型的流星相比,这些粒子的尺寸相当大,所以如果被观测到,它们可能会产生令人印象深刻的火球,”Rivkin 说。

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Melikyan 说,观看“2182 Melikyan 风暴”(现在就在您的日历上标记它!)的最佳地点将是南非南部地区,在那里一个人一小时内可以看到多达140颗流星。

近地小行星活动

今天,双子座流星雨象限仪座流星雨是仅有的可能来自小行星的重大流星雨;但它们也可能是来自类似小行星的彗星。Rivkin 说:“在过去几百年里,天文学家普遍将小行星和彗星视为根本不同的天体。但过去十年左右,我们已经认识到,至少有一些天体介于两者之间。”

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与 Bennu 一样,其他小行星如果接近太阳,也可能引发流星雨,因为那里的温度波动会破坏它们的岩石并形成碎屑云。当然,小行星离地球越远越好。但如果它们足够近并喷射出细小的岩石物质,由此产生的流星雨将是一种很好的方式来观察曾经在火星和木星之间的小行星带——甚至更远的地方——运行过的物质。

Melikyan 说:“近地小行星 Apophis 在2029年近距离接近时,这种活动就有可能产生非常美丽的流星雨。”

与此同时,关于小行星仍有许多东西需要学习。Rivkin 说:“小行星存在很多多样性,并且正在发生我们尚未完全理解的意外过程。了解到 Bennu 正在喷射物质是一个巨大的惊喜,但我们还没有足够的数据来知道这种行为有多普遍。”

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