和鸣人相比,火星才是影分身术大师

科学传播网 2017-08-01 作者:肖攀峰

  火星这颗红色的行星一直是人们关注的焦点,与火星有关的科学探索也从未停止。据7月17日发表在《自然·天文学》上的一项最新研究成果表明,位于火星轨道上的火星特洛伊小行星群,其来源就是火星自身。火星算得上是真正的影分身术大师。

  影分身术

(动画片《火影忍者》里的一种忍术,

  运用此忍术,忍者可以分身成若干个相似的实体)

  所谓的火星特洛伊小行星群,是位于火星公转轨道上的一群小天体,它们主要可以分为两群,分布在火星的两个稳定的拉格朗日点L4和L5上,一群位于火星轨道前方60°的L4,即跑在火星的前面,另一群位于火星轨道后方60°的L5,即落在火星的后头(又称“尤里卡”群)。

  火星特洛伊小行星群示意图

  (红色的是火星,火星轨道上用浅蓝色标示的是位于L4的火星特洛伊群,用荧光绿标示的是位于L5的尤里卡群,最外边的圆表示木星的轨道,火星轨道和木星轨道之间用浅蓝色标示的是“小行星带”)

  所谓的特洛伊天体,是指一个质量较小的天体与另一个质量较大的天体如行星、卫星等公用一条公转轨道时,质量较小的天体就被称为特洛伊天体。根据天体力学理论,特洛伊天体、质量较大的行星和太阳组成了一个限制性三体系统,这种限制性三体问题有五个特定解,质量较小的特洛伊天体位于这五个特定位置时其相对于行星和太阳均保持静止,这五个位置就是拉格朗日点,其中两个拉格朗日点(L4、L5)是比较稳定的。

  特洛伊天体位于L4、L5

  特洛伊小行星在很多行星轨道都有发现,例如木星、天王星、海王星、金星、火星,而地球目前只找到了1个特洛伊天体2010 TK7。

  以前很多关于火星特洛伊小行星群的研究曾认为,位于火星和木星之间的主小行星带可能是火星特洛伊天体的来源,而现在7月17日《自然·天文学》上的一项研究结果显示,火星才是火星特洛伊天体的来源。

  研究人员使用位于夏威夷的NASA红外望远镜,观测了两颗火星特洛伊天体311999 2007 NS2和385250 2001 DH47,获得了它们的光谱,通过光谱分析发现,这两颗天体的光谱中都存在着中心波长为1微米的很宽的特征吸收线。而这种宽吸收线是橄榄石的证认谱线,说明这两颗火星特洛伊天体中有橄榄石这种矿物存在。另一方面,橄榄石是一种在火星地壳中很常见,但却在主小行星带中很罕见(含量低于0.4%)的矿物,由此可以说明,这两颗火星特洛伊天体起源于主小行星带、被火星偶然俘获的可能性相当得低,几乎不可能,它们更有可能是和火星相同起源的,就像地球和月亮是同源的一样。

  位于夏威夷的NASA红外望远镜

  火星Nili Fossae区域的伪彩色图

(浅绿色标示出了橄榄石富集区域)

  橄榄石是镁铁质矿物的一种,主要成分是铁或镁的硅酸盐。在地球上,它属于地球深处的地幔物质,是在高温高压下形成,地表分布很少,多为火山喷发时才带到地表。截至目前,在地球、月球、火星,以及第4号小行星灶神星的Rheasilvia区域都发现了橄榄石这种矿物的存在。

  生长在玄武岩上的橄榄石包体

  (浅绿色为橄榄石,灰色为玄武岩)

本文由中国科学院国家天文台研究员郑永春进行科学性把关

责任编辑:王超

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