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科学家模拟试验发现太阳光可以撕裂小行星
华翼网新闻中心 news.chinesewings.com - 科学教育校园新闻) 2008-07-13
据英国《新科学家》杂志报道,根据最新计算机模拟试验,许多小行星最初只是形单影只,但在太阳浴下最终分裂成两个,从而拥有了自己的小卫星。 (www.chinesewings.com)

科学界一度认为拥有自己的卫星的小行星非常少见,然而自1993年“伽利略“号飞船发现第一对小行星-卫星之后,已陆续发现了许多旁边有小卫星的直径几公里的小行星,它们主要分布在火星和木星之间这一地带,其中15%都属于穿过地球轨道的近地小行星。

关于这一现象的成因,科学界有数种说法。其中之一认为,这种成对分布现象是由于年龄更为古老的行星相撞形成的,不过由于在太空中星球之间的距离非常遥远,发生上述撞击的概率应是少之又少。对于处于木星和火星之间地带、某些体积较大的成对小行星来说,碰撞的可能性还是存在的----那里的行星沿轨道运行多有数十亿年之久,然而较小的近地小行星则更可能会闯向太阳方向,或者是在撞向太阳之前与内圈方向的某颗行星相撞。

另一种说法倾向于潮汐的侵蚀作用。它认为,行星强大的地心拉力会将途经的小行星一分为二,变成带卫星的小行星。这一说法的问题在于:新生成的成对小行星在另一新轨道上再次途经时,行星的重力拉力应该更容易使其再分裂才对。

现在计算机的模拟结果支持第三种解释:美国大学园的马里兰大学凯文.沃尔什及同事认为,太阳光的能量会使单一小行星快速旋转,最终分裂为二,从而也拥有了自己的卫星。如果小行星吸收了太阳光,它就会以热量的形式将这种能量释放出来--夏天时的人行道就是这样。由于其表面的凹凸不平,热光量子形成的喷射急流会使岩石产生旋转的全面驱动力,被称为YORP作用(Y雅尔科夫斯基-O奥基菲-R拉德齐耶夫斯基-P帕德克)。

为了证明YORP作用是否为真实成因,沃尔什及同事们选择一颗名为1999 KW4的小行星及其卫星,通过计算机模拟小行星旋转。与其它小行星一样,1999KW4及其卫星看上去就像一片“碎石堆”--松散的岩石和漂石由于重力作用被聚合在一起。其中,体积稍大的小行星形似飞碟,直径1.5公里,圆形的小卫星围绕它旋转,每16小时旋转一周。

在计算机模拟实验中,研究小组尝试将各种不同形状、大小和密度的碎石堆进行旋转。据小组成员、来自马里兰大学的德里克.理查森称,碎石每一次被加热到一定程度后,便开始旋转且越转越快,位于两极的松散物质便开始向赤道部位滚动,使小行星“中心部分向外凸出,状似一个大汉堡包”。

到达某一临界速率、形成一定形状之后,圆盘边缘附近的少量物质开始慢慢向周边漂移,最终形成环绕小行星运转的轨道。随着时间的过去,重力引力使这些小碎物质向一起聚集,形成一个块状物,并随着小行星释放的稳定的热光量子能而不断长大,从而形成一对小行星及其卫星。这一进程可能在太空中要花几十万年,而通过计算机模拟显示只需27秒就可展示完毕。

令人鼓舞的是,模拟结果与1999KW4及其它近地成对小行星-卫星的实际面貌“惊人的相似”。来自美国加利福尼亚州帕萨迪纳美国宇航局喷气推力实验室的斯蒂文.劳利曾于2007年撰文发表了首次对YORP作用的测试结果,同时认为这些模拟实验也证实了越来越被认同的观点--即直径1公里大小的小行星是由松散的漂石聚集而成,而不是一整块大岩石。
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