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一颗在火星和木星轨道之间绕太阳运行的小行星首次被证实含有水冰和有机化合物。这些特征以前与彗星有关,彗星来自太阳系外部更冷、更遥远的储层,而不是它们的小行星表亲。这一发现支持了这样一种观点,即小行星可能为早期地球提供了海洋的水以及一些允许生命发展的益生元化合物。
两个研究小组在4月29日的《自然》杂志上报告了对这颗宽度为200公里的小行星24 Themis的互补观测结果。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)这两项分析都基于来自夏威夷莫纳克亚山顶的NASA红外望远镜设施的光谱观测结果,这些观测结果显示了表明存在水和未识别的有机化合物的吸收特征。冰似乎以薄薄的霜层覆盖了整个小行星。有关 24 Themis 上存在水的证据已在会议上由两个小组在 2008 年和 2009 年提出,但现在才出现在同行评审的期刊上。
“他们发现了一些很多人,包括我自己,在太阳系中长期以来一直在追寻的东西,那就是水和有机物质,”位于加利福尼亚州莫菲特菲尔德的NASA艾姆斯研究中心的行星科学家戴尔·克鲁克尚克说。
这颗小行星之所以成为有希望的目标,部分原因是它与一些所谓的“主带彗星”具有相似的轨道,这些彗星是小行星带中具有类似彗星尾部的物体,人们认为彗星尾部是由冰升华成水蒸气提供的。由于 24 Themis 很可能来自同一个母体,因此它也可能含有冰似乎是合理的。
克鲁克尚克指出,一些陨石带有水和有机化合物的特征,研究人员长期以来一直在寻找这些陨石的来源。现在看来 24 Themis 可能符合要求。“这些新发现的[主带彗星],以及现在的 Themis,是非常有趣的物体,并且可能是地球海洋的来源之一。”
这两项研究对这颗小行星进行了相当全面的观察;一项研究在几年内以短暂的时间间隔对 24 Themis 轨道上的各个点进行了采样,而另一项研究则连续几个小时跟踪这颗小行星,以观察当其绕轴旋转时是否有任何变化。
“我想,‘这个家族中一定有什么东西让这些小物体表现得像彗星,’”中佛罗里达大学的天文学教授温贝托·坎皮斯说,他是基于 2008 年对 24 Themis 进行的七小时观测的研究的合著者。坎皮斯说,有间接证据表明一些小行星并没有被太阳烤干,但没有证据。
另一项研究的作者在 2002 年至 2008 年之间观察了这颗小行星七次,才确信这一点。“起初,我们不一定相信,”约翰霍普金斯大学应用物理实验室的行星天文学家安德鲁·里夫金说,他与田纳西大学诺克斯维尔分校的行星科学家约书亚·埃默里合作。“我们尝试了几次,包括其中一年,我们能够连续两个晚上看到它,然后我们才能说,‘现在我们真的相信这是真的’。” 里夫金解释说,太空中的无气天体上冰的稳定性对温度非常敏感,而 24 Themis 似乎正处于可信度的临界点。“如果温度再高几度,你就会说没门,”他说。
坎皮斯说,随着天文学家使用不断改进的望远镜和仪器在太阳系中进行更远的观测,他们可能会在更多小行星上发现冰。“我们可能需要更仔细地观察,”他补充道。“或者这可能是 Themis 独有的。我们不知道。”
克鲁克尚克说,在如此靠近太阳的无气天体上发现水冰有点令人惊讶,但他指出,这种启示正在成为常态——看看最近对月球撞击羽流的演示,它们包含了月球上广泛存在水冰的更多证据。“我们已经很习惯感到惊讶了,”他说。