灵神星可能不是科学家期望的性质

灵神星（16号小行星Psyche）是一颗受到广泛研究的金属小行星，长期以来一直认为是一颗小行星的裸露铁核，在太阳系的早期未能形成。 但由美国亚利桑那大学领导的新研发现，这颗小行星可能不像以前认为的是金属或稠密，并暗示一个截然不同的起源故事。

科学家对灵神星很感兴趣，因为如果它推测的起源是真，它将提供一个近距离研究暴露的行星核心的机会。 美国国家航空航天局计划于2022年启动对灵神星探测任务，并于2026年抵达小行星。

亚利桑那大学本科生大卫·坎蒂洛（David Cantillo）的一项研究提出灵神星是82.5%金属、7%低铁辉石和10.5%碳质球粒陨石，可能是由其它小行星的撞击产生。 坎蒂洛团队估计，灵神星的体积密度（也称为孔隙率，指的是星体内有多少空隙）约为35%。这些估计与过去对灵神星成分的分析不同，过去的分析导致研究人员估计它可能含有多达95%的金属并且密度更大。坎蒂洛说：「金属含量和体积密度的下降很有趣，因为它显示灵神星比以前认知的性质需要修改。 」

它不是早期行星的完整裸露核心，实际上可能更接近瓦砾堆，类似于另一颗经过彻底研究的班努（Bennu）小行星 。 亚利桑那大学领导美国太空总署的欧西里斯号（太阳系起源、光谱解析、资源识别、安全保障、小行星风化层探索者Origins， Spectral Interpretation， Resource Identification， Security， Regolith Explorer，缩写Siri OSiriS-REx） 任务的科学任务团队，该任务从班努小行星的表面取回了土壤样本，现在正在返回地球。

坎蒂洛说：「作为瓦砾堆的灵神星是非常出乎意料的，但我们的数据继续显示它是低密度，虽然它的金属含量
很高。 」

灵神星大约有美国麻省那么大，科学家估计它包含所有小行星带物质的1%左右。 1852年，一位意大利天文学家首次发现它，这是发现的第16颗小行星。

坎蒂洛说：「金属含量比以前认为的要低，这意味着这颗小行星可能与含有更常见的碳质球粒陨石的小行星发生碰撞，这些小行星沉积在灵神星的表面层。 “美国太空总署黎明号在灶神星上也观察到这一点。」灵神星估计价值一京美元（一京等于一万兆、一兆等于一万亿），但新发现可能会略微贬值这颗富含铁的小
行星。

坎蒂洛说：「这是第一个对灵神星表面内容设置一些特定限制的研究。 早期的估计是一个好的开始，但这对这些数字进行了更多的改进。 」

另一颗充分研究的班努小行星含有大量碳质球粒陨石物质，孔隙率超过50%，这是碎石堆的经典特征。

如此高的孔隙率对于相对较小和质量较低的物体（例如：班努小行星）它只有帝国大厦那么大，因为微弱的重力场可以防止物体的岩石和巨石过于紧密地堆积在一起。 但是对于一个灵神星大小的物体来说如此多孔是出乎意料之外。坎蒂洛说：「研究微行星的暴露核心机会极其罕见，这就是派宇宙飞船到那里的原因，但我们的工作显示，灵神星比预期的要有趣得多。 」

过去对灵神星组成的估计是通过分析从它表面反射的阳光来完成。 光的图案与其它金属物体的图案相匹配。 坎蒂洛团队通过在实验室中混合不同的材料并分析光模式，直到它们与望远镜对小行星的观测相匹配，从而重建了灵神星的风化层（松散的岩石表面材料）。 世界上只有少数实验室在实践这项技术，包括亚利桑那大学月球和行星实验室以及位于马里兰州的约翰霍普金斯应用物理实验室，坎蒂洛在高中时曾在那里工作。

研究人员还认为，灵神星表面上的碳质材料含有大量的水，因此他们接下来将致力于合并来自地面望远镜和探测太空船对其它小行星飞行任务的数据，以帮助确定存在的水量。

【图：美国太空总署;文：节译自美国亚利桑那大学2021年6月10日新闻公布】 研究全文刊登在2021年5月12日出版的《行星科学》期刊

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