科學家曾在小行星帶內發(fā)現了一顆“活躍的”小行星，夾在火星和木星軌道之間。這顆被天文學家命名為6478 Gault的太空巖石，似乎在其尾流活動行為中留下了兩條塵埃痕跡，這種活動行為與彗星有關，但在小行星中卻很少見。

當天文學家仍在困惑高特彗星般的活動原因時，麻省理工學院領導的一個研究小組現在報告表示，已經在近紅外光譜中捕捉到了這顆正在改變顏色的小行星，從紅色到藍色。這是科學家第一次實時觀察到一顆變色的小行星，對于天文學家來說，這是一個非常大的驚喜。

目睹小行星向太空中流失其紅色塵埃，看到了小行星下面的藍色層。證實了是巖石小行星的尾巴，雖然看起來像彗星一樣，是由完全不同的機制造成，因為彗星不是巖石，而更像是由冰和塵埃組成的松散雪球。這是第一次看到巖石物體散發(fā)出塵埃，有點像彗星。這意味著，可能有一些機制導致塵埃的發(fā)射不同于彗星，也不同于大多數其他活躍的主帶小行星，其研究成果，發(fā)表在了《天體物理學快報》上。天文學家在1988年首次發(fā)現了6478高爾特（Gault），并以行星地質學家唐納德·高爾特的名字命名了這顆小行星。

直到現在，這塊太空巖石還被認為是相對平均的，直徑約2.5英里，在距太陽2.14億英里的小行星帶內部區(qū)域內與其他數百萬塊巖石和塵埃一起運行。來自多個天文臺的圖像，包括美國宇航局哈勃太空望遠鏡，捕捉到了這顆小行星兩條像彗星一樣窄的尾巴。天文學家估計，較長的尾巴延伸出50萬英里，而較短的尾巴大約有四分之一長。得出的結論是，尾巴必須由數千萬公斤的塵埃組成，這些塵埃被小行星積極地噴射到太空中。但怎么做呢？這個問題重新點燃了人們對Gault小行星的興趣，研究發(fā)現了這顆小行星過去類似活動的例子。

火星和木星之間大約有一百萬個物體，可能還有大約20個在小行星帶上活動的物體，所以這是非常罕見的。使用高精度光譜儀將小行星入射光劃分為不同的頻率或顏色，這些頻率或顏色的相對強度，可以讓科學家對物體的組成有一個概念。從分析中，研究小組確定小行星的表面主要由硅酸鹽組成，硅酸鹽是一種干燥的巖石物質，與大多數其他小行星相似，更重要的是，根本不像大多數彗星。彗星通常來自太陽系更寒冷的邊緣，當彗星接近太陽時，表面的冰都會立即升華，或者蒸發(fā)成氣體，形成彗星特有的尾巴。

發(fā)現的6478 Gault是一個干燥的巖石物體，這意味著它很可能通過其他一些主動機制產生塵埃尾巴。當研究小組觀察這顆小行星時，驚訝地發(fā)現，這塊巖石在近紅外線處的顏色正在改變，從紅色變?yōu)樗{色。在這么短的時間內，還從未見過如此戲劇性的變化?？茖W家們表示，很可能是看到了這顆小行星表面的塵埃，在數百萬年的太陽照射下，這些塵埃變成了紅色，被拋入太空，暴露出深層新鮮、輻射較少的表面，在近紅外波長下呈藍色。有趣的是，只需要移除一層很薄的層就可以看到光譜變化，可能只有一層微米深的單層顆粒那么薄。

是什么原因導致小行星變色？

研究6478 Gault的研究團隊和其他研究小組認為，這顆小行星的顏色變化和類似彗星活動的原因，很可能是由于相同的機制：快速旋轉。這顆小行星的旋轉速度可能足夠快，可以通過純粹的離心力從其表面刮下一層層塵埃。天文學家估計，Gault需要大約兩個小時的自轉周期，而地球則需要24小時。大約10%的小行星自轉非常快，這意味著有兩到三個小時的自轉周期，這很可能是因為太陽將它們旋轉起來。

這種自旋現象被稱為YORP效應(或Yarkovsky-O“Keefe-Radzievskii-Paddack效應，以發(fā)現它的科學家命名)，指的是太陽輻射或光子對附近小行星等小天體的影響。當小行星將這些輻射的大部分反射回太空時，這些光子中的一小部分被吸收，然后以熱和動量的形式重新發(fā)射出來。這就產生了一種小的力，經過數百萬年，可以使小行星旋轉得更快。天文學家在過去曾在少數小行星上觀察到YORP效應。為了確認6478 Gault是否有類似的效應，研究人員將不得不通過光曲線來檢測它的自旋，測量小行星亮度隨時間的變化。

博科園｜研究/來自：麻省理工學院

參考期刊《天體物理學快報》

DOI: 10.3847/1538-4365/ab2194

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