揭秘太阳系形成之谜：一颗“金属球”泄露小行星“心”事

来源： 科技日报

10月28日，一篇发表于《行星科学期刊》上的最新研究引起了热议，研究人员首次在紫外线波段对名为灵神星(Psyche)的小行星进行了观测，第一次在小行星上观测到了被认为是氧化铁的紫外线吸收带，这就意味着这颗小行星上已经产生了铁的氧化现象，研究人员推测这一现象可能是太阳风撞击小行星表面与其物质相互作用的结果。

这颗被科学家“估值”1000万万亿美元的灵神星还有个特别之处——很可能是一颗完全由铁和镍组成的“金属球”。

为什么会存在一颗完全由金属“打造”的小行星?小行星中的金属从何而来?带着这些问题，科技日报记者专访了中国科学院紫金山天文台行星科学与深空探测实验室副研究员赵玉晖。

被撞出来的金属小行星

1852年3月17日，意大利天文学家安尼巴莱·德·加斯帕里斯发现了一颗小行星，并将其命名为灵神星。后续观测显示，这颗小行星的直径约250千米，外观呈椭球状，质量大约是2.19×1019千克，表面布满了陨石坑。科学家认为这是迄今为止观测到的质量最大的M型小行星，同时也是小行星带中质量最大的天体之一。

灵神星的最大特点，就是完全由铁、镍和一些稀有金属构成，这也是M型小行星的主要特征之一。

一般认为，小行星中的金属来自行星的熔融分异过程。“当原行星发生熔融过程，金属和硅酸盐会发生熔融并因为密度差分离。密度较高的铁镍等金属液体会沉入原行星核并缓慢冷却结晶，而密度较低的硅酸盐物质会形成它的壳层和幔层。”赵玉晖表示。

此前的相关研究认为，灵神星很可能是在太阳系早期行星轨道不太稳定时，原行星与其他天体发生碰撞，原始外层岩石彻底被剥离，内核外露，最终冷却形成了一个金属球。“一颗已经完成了熔融分异的原行星在受到撞击后，壳幔层部分与金属核分离，只剩下后者，便形成了金属小行星。”赵玉晖进一步解释道，这样的小行星相对较少，一方面需要已经发生了熔融分异过程的原行星遭受撞击;另一方面，撞击的过程中金属核需要能够较好的保留下来。太阳系中更多的还是行星形成过程中遗留下来的原始星子。

灵神星或许是太阳系中已知的唯一一颗几乎完全由一个内核构成的天体。

揭秘太阳系形成之谜

通常天体的内核都隐藏的非常深。就连我们所居住的地球，以目前的科技水平来说，地心深处仍然是个难以破解的谜团。“触手可及”的家园都无法探查，更何况遥远的天体，几乎不可能对其内核开展直接观测与研究。所以，灵神星的出现，给了科学家一个研究行星以及大型卫星天体内核的难得契机。

今年2月，美国国家航空航天局(NASA)公布，决定选用其现役最强悍火箭重型猎鹰，作为2022年发射塞克(Psyche)小行星探测器的运载重器，派遣探测器对这颗金属小行星进行更全面和详细的观测，这将是人类探测的首个全金属世界。

据悉，探测器将搭载磁力计与多光谱成像仪、伽马射线和中子光谱仪、验证深空激光通讯技术等设备，对灵神星的元素组成、磁场强弱分布、金属以及硅酸盐比例等进行分析，并制作高分辨率图像。

为何科学家对这颗“金属球”如此执着?因为它很有可能藏着太阳系形成的秘密。赵玉晖表示，在太阳系早期，尘埃经历热过程形成球粒，球粒碰撞结合形成千米大小的原始星子，一些原始星子又通过不断吸积形成大行星，而其他留存在系统中的，一部分就是我们今天看到的小行星，“因此我们认为小行星可能保留着太阳系演化过程中的许多信息”。

“一些经历热变质程度不高的小行星，没有经历太多的改造和蚀变，很好地保留了太阳系形成初期的原始物质，可以为我们了解太阳系的形成提供帮助。而如灵神星这类经历了熔融分异过程的金属型小行星，则可以为我们了解行星形成过程和内部机构提供大量有价值的信息。”赵玉晖补充道。(记者张晔)

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