藝術(shù)家的概念圖描繪了美國(guó)國(guó)家航空航天局的普賽克任務(wù)的航天器靠近任務(wù)的目標(biāo)，金屬小行星普賽克。美國(guó)(圖片來源:uux.cn/NASA)
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Psyche任務(wù)的探測(cè)目標(biāo)是詳細(xì)研究這塊太空巖石，因?yàn)樗粌H被認(rèn)為富含金屬，射到屬小上而且據(jù)推測(cè)它真的顆金是曾經(jīng)是整個(gè)星球的殘余鐵芯。潛在的行星是，地核也是靈魂由類似的物質(zhì)構(gòu)成的——這意味著16 Psyche可能為我們提供了一條通往世界中心的直接通道，一個(gè)我們無法到達(dá)的地方。
但是在這項(xiàng)任務(wù)開始實(shí)施之前，科學(xué)家們正在使用其他機(jī)制來研究這塊140英里寬的太空巖石。通過這種方式，我們可能知道美國(guó)宇航局的飛船在2029年到達(dá)時(shí)會(huì)發(fā)生什么。事實(shí)上，西南研究所的一個(gè)小組最近宣布了他們收集到的關(guān)于這顆小行星的一些結(jié)果。這些是他們通過接入兩個(gè)強(qiáng)大的紅外儀器收集的結(jié)果:目前開創(chuàng)性的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)和現(xiàn)已退役的平流層紅外天文觀測(cè)臺(tái)(SOFIA)。與標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)傳感器不同，紅外傳感器能夠觀察電磁波譜的紅外區(qū)域中的數(shù)據(jù)。與這個(gè)區(qū)域相關(guān)的光，本質(zhì)上是人眼看不見的。我們只能看到光譜中很小的一部分，自然稱為可見區(qū)。但這就是紅外天文學(xué)如此重要的原因——它可以幫助揭示通常對(duì)我們和我們的常規(guī)舊望遠(yuǎn)鏡隱藏的宇宙碎片。
然而，盡管來自這些工具的數(shù)據(jù)為16 Psyche提供了一個(gè)足夠重要的視角，也許最發(fā)人深省的發(fā)現(xiàn)是它們都達(dá)到了一個(gè)極限。
“所有使用不同技術(shù)的觀察都不斷向我們展示相互之間沒有意義的結(jié)果，”SwRI的博士后研究員、該發(fā)現(xiàn)論文的第一作者Anicia Arredondo在一份聲明中說。“這就是為什么我們現(xiàn)在有一項(xiàng)任務(wù)去那里是如此重要。”
“通過這次分析和之前對(duì)Psyche的研究，我們已經(jīng)達(dá)到了天文觀測(cè)能夠告訴我們關(guān)于這顆迷人小行星的極限，”美國(guó)宇航局艾姆斯研究科學(xué)家兼新研究首席研究員瑪吉·麥克亞當(dāng)在另一份聲明中說。
但是他們確實(shí)找到了一些東西。算是吧。
首先，該團(tuán)隊(duì)在2022年初用SOFIA觀察了16 Psyche一個(gè)飛行天文臺(tái)，本質(zhì)上是一架攜帶反射望遠(yuǎn)鏡的波音747飛機(jī)。
SOFIA由于運(yùn)營(yíng)成本高而于同年停止運(yùn)營(yíng)，它能夠在太空巖石旋轉(zhuǎn)時(shí)在紅外范圍內(nèi)掃描小行星。在此過程中，望遠(yuǎn)鏡收集了一些信息，科學(xué)家們表示，他們可以利用這些信息來了解Psyche是一顆分化小行星的殘余核心——一顆經(jīng)歷了重大化學(xué)或物理變化的小行星——還是一顆原行星。
“如果是這樣的話，”Arredondo說，“多次撞擊會(huì)剝離所有外層，只留下一個(gè)金屬核心。但是這些影響也可能導(dǎo)致變異。然而，觀察表明Psyche是金屬的——這并不奇怪——我們沒有看到旋轉(zhuǎn)有很大的變化，至少在中紅外波長(zhǎng)上。”
簡(jiǎn)而言之，團(tuán)隊(duì)意識(shí)到Psyche最有可能是金屬的原因是SOFIA的光譜數(shù)據(jù)(小行星發(fā)出的不同形式的光的圖表)沒有任何尖峰。它也沒有被稱為10微米平臺(tái)的功能。研究小組稱，這些東西暗示了巖石的存在，比如類似“蓬松”風(fēng)化層的地面。
另一方面，JWST幫助研究小組確定小行星上是否存在水。“在3微米和6微米波長(zhǎng)范圍內(nèi)的觀察告訴我們水合作用是以羥基還是實(shí)際的水的形式存在，”SwRI的研究科學(xué)家兼研究小組成員斯蒂芬妮·賈馬克在聲明中說——羥基是指由一個(gè)氧原子和一個(gè)氫原子組成的分子。
“如果我們找不到它，”賈馬克繼續(xù)說道，“考慮到波西卡被認(rèn)為是一個(gè)主要由金屬構(gòu)成的世界，這并不奇怪。”但現(xiàn)在，該團(tuán)隊(duì)表示，我們必須等到2029年P(guān)syche到達(dá)Psyche，并開始使用其自己的技術(shù)來研究難以捉摸的太空巖石。
例如，6056磅(2747公斤)的探測(cè)器攜帶了一個(gè)多光譜成像儀，可以在可見光波長(zhǎng)和近紅外波長(zhǎng)下拍攝小行星；它有伽馬射線和中子光譜儀，可以幫助揭示構(gòu)成巖石表面的化學(xué)元素；和一個(gè)磁力計(jì)來尋找關(guān)于這個(gè)物體的古代磁場(chǎng)的證據(jù)。這還不是全部。
“我們需要親自拜訪Psyche，近距離研究它，并更多地了解這個(gè)似乎非常獨(dú)特的行星體，”麥克亞當(dāng)說。