小行星带“高尔夫球”小行星，麻省理工最详解析，最清晰照来了！

小行星虽然形态各异，但现在麻省理工学院和其他机构的天文学家，已经观测到了一颗陨石坑非常严重的小行星，因此将其称为“高尔夫球小行星”。这颗小行星被命名为帕拉斯，以希腊智慧女神的名字命名，最初发现于1802年。

帕拉斯是小行星带中的第三大天体，大小约为月球的七分之一。几个世纪以来，天文学家们已经注意到，与小行星带中的大多数天体相比：这颗小行星沿着明显倾斜的轨道运行，尽管它倾斜的原因仍然是一个谜。

现在发表在《自然天文学》期刊上的一篇研究论文中，研究人员首次展示了帕拉斯的详细图像，包括它布满陨石坑的表面。研究人员怀疑，帕拉斯小行星被撞击的表面，是小行星轨道扭曲的结果：

虽然小行星带中的大多数天体大致沿着围绕太阳的同一椭圆轨道运行，很像赛道上的汽车，但帕拉斯小行星的倾斜轨道如此之大，以至于小行星必须以一定的角度撞穿小行星带。

帕拉斯小行星在途中经历的任何碰撞，都将比同一轨道上两颗小行星之间碰撞造成的破坏大四倍左右。该论文的主要作者、麻省理工学院地球、大气和行星科学系博士后米歇尔·马塞特(Michaël Marsset)说：

帕拉斯小行星的轨道意味着非常高速的撞击。从这些图像中，现在可以说帕拉斯小行星是我们所知小行星带中陨石坑最多的天体，这就像发现了一个新的世界，马塞特的合著者，包括来自世界各地21个研究机构的合作者。

“暴力史”

由来自法国马赛天体物理实验室的首席研究员Pierre Vernazza，领导的团队使用欧洲南方天文台甚大望远镜(VLT)球面仪器获得了帕拉斯小行星的图像，甚大望远镜是一个由四个望远镜组成的阵列，每个望远镜都有一个8米宽的镜子，位于智利山区。2017年，然后是2019年，马塞特和同事们一次预定了四台望远镜中的一台，每次几天，看看是否能在轨道最接近地球的一点捕捉到帕拉斯小行星的图像。

研究团队在两次观测过程中获得了11组图像，在帕拉斯小行星旋转时从不同角度捕捉到了它。在编辑完图像后，研究人员生成了小行星形状的三维重建图，以及它的两极和赤道地区部分区域的陨石坑地图。

总共发现了36个直径超过30公里的陨石坑，大约是地球希克苏鲁布陨石坑直径的五分之一，最初的撞击很可能在6500万年前。帕拉斯小行星的陨石坑，似乎覆盖了小行星表面的至少10%，正如研究人员在论文中所说的：

这“暗示着一段猛烈的暴力碰撞历史”。为了了解这段历史可能有多激烈，研究小组对帕拉斯及其在过去40亿年与小行星带其他部分的相互作用进行了一系列模拟。

研究人员对谷神星和灶神星也做了同样的事情，考虑了每颗小行星的大小、质量和轨道属性，以及小行星带内天体的速度和大小分布。记录了每次模拟碰撞在帕拉斯小行星、谷神星或灶神星上产生至少40公里宽的陨石坑（这个尺度是在帕拉斯观测到大多数陨石坑的大小)。

发现，与谷神星或灶神星上相同大小的陨石坑相比，帕拉斯上40公里的陨石坑可能是与一个小得多的天体相撞造成。由于小行星带中较小的小行星比较大的要多得多，这意味着帕拉斯比其他两颗小行星更有可能经历高速陨石坑事件。帕拉斯小行星经历的碰撞是谷神星或灶神星的两到三倍，它倾斜的轨道，直接解释了在其他两颗小行星上都看不到而且非常奇怪的表面。

支离破碎的家庭

研究人员从图像中又发现了两个：在小行星的南半球有一个奇怪的亮点，以及沿着小行星赤道有一个极大的撞击盆地。对于后一项发现，研究小组寻找了可能造成如此大撞击原因的解释，估计撞击的宽度约为400公里。研究人员模拟了沿赤道的各种撞击，并追踪了每一次撞击可能从帕拉斯表面雕刻出来并喷到太空中的碎片。从模拟中，研究小组得出结论，这个巨大的撞击盆地，很可能是大约17亿年前与一个20到40公里宽的天体相撞的结果。

随后小行星的碎片被抛出太空，其模式恰好与今天在帕拉斯小行星之后观察到的一系列碎片相匹配。该研究的合著者、布拉格查尔斯大学天文研究所的Miroslv Brož说：赤道的发掘，很可能与目前的帕拉斯碎片家族有关。至于在帕拉斯小行星南半球发现的亮点，研究人员仍不清楚它可能是什么。主要理论是，该地区可能是一个非常大的盐矿。

通过对小行星的三维重建，研究人员估计了帕拉斯的体积，并结合其已知质量，计算出密度不同于谷神星或灶神星，它很可能最初是由水冰和硅酸盐的混合物形成。随着时间的推移，随着小行星内部的冰融化，它很可能水合了硅酸盐，形成了可能在撞击后暴露出来的盐沉积物。支持这一假设的一个证据可能来自离地球更近的地方，每年12月，观星者都可以看到一个被称为双子座令人眼花缭乱的一场流星雨。

这些流星雨是小行星Phaethon的碎片，而小行星Phaethon本身被认为是最终进入地球轨道的帕拉斯小行星逃逸碎片。天文学家早就注意到双子座流星雨中的一系列钠含量，马塞特和同事现在推测，这些钠含量可能来自帕拉斯的盐沉积。有天文学家提议用非常小、便宜的卫星去帕拉斯执行任务，告诉我们更多关于帕拉斯这颗“高尔夫球小行星”表面和亮点来源的信息。

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博科园｜研究/来自：麻省理工学院

参考期刊《自然天文学》

DOI: 10.1038/s41550-019-1007-5

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