當前位置: 華文世界 > 科學

地球有額外的衛星:太陽系的時間膠囊,或是揭開太陽系起源的鑰匙

2024-02-27科學

太陽系的形成和演化是一個令人著迷的科學話題,但也是一個充滿未知和謎團的領域。為了探索太陽系的過去,科學家們不斷地尋找和分析各種太空巖石,它們可能是太陽系早期歷史的見證者和記錄者。這些太空巖石包括小行星、彗星、隕石、月球和火星等天體的巖石樣本,以及一些特殊的小衛星。

小行星是太陽系中最古老的天體之一,它們是太陽系形成時剩余的物質,沒有經歷過大規模的變化和重組,因此保存了太陽系原始的物理和化學特征。小行星的研究可以幫助我們了解太陽系的起源、結構和演化,以及地球和其他行星的形成過程。

近年來,小行星探測和采樣的技術取得了巨大的進展,讓我們有機會近距離觀察和分析這些太空巖石。例如,2023 年 10 月,美國太空總署(NASA)的 OSIRIS-REx 任務在 45 億年前的小行星貝努 (Bennu) 上發現了水和碳——地球上生命的兩種前身。這是 NASA 首次成功從一顆遙遠的小行星收集樣本的任務,也是人類歷史上第二次從小行星返回樣本的任務。

OSIRIS-REx 航天器於 2023 年 9 月將貝努樣本投放到地球上,這些樣本將在未來十年內被科學家們深入研究。OSIRIS-REx 的首席研究員但丁·勞雷塔在十月份的新聞釋出會上說:「貝努的樣本將讓我們有機會研究太陽系最原始的物質,其中豐富的碳和含水粘土礦物只是宇宙冰山一角。」

除了貝努,還有其他一些小行星也吸引了科學家們的註意。例如,2019 年,日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)從距離地球超過 3.22 億公裏的菱形小行星龍宮 (Ryugu) 取回了樣本。後來的分析表明,這塊太空巖石含有早於我們太陽系的星塵,以及「生命起源前的有機物」,其中包括生物用來構建蛋白質的幾種胺基酸,這些蛋白質可形成頭發和肌肉等物質。

小衛星是一種特殊的太空巖石,它們的軌域部份受地球控制,部份受太陽系其他天體控制。小衛星的來源和性質還不太清楚,但一種主要的理論表明,它們可能是來自位於火星和木星之間的主要小行星帶的小行星碎片,經過了一系列的碰撞和重力作用,最終被地球捕獲。

小衛星的研究可以為我們提供一個獨特的視角,讓我們能夠觀察到太陽系內部的動態和相互作用。麻省理工學院行星科學教授李察·賓澤爾說:「小衛星可能在內太陽系經歷了一些彈球遊戲,被不同的行星彈跳和牽引。它們可以告訴我們太陽系的運動和演化的一些細節。」

小衛星距離地球相對較近,這意味著前往它們並獲取樣本所需的時間和燃料比前往貝努這樣的小行星要少得多。美國太空總署小型天體探索首席科學家保羅·阿貝爾介紹說,來自主要小行星帶的近地小行星,例如貝努或小衛星,就像時間膠囊。它們向我們展示了早期太陽系的樣子和條件。

目前,已知的小衛星只有兩顆,分別是 2006 Rp20 和 2020 CD3,它們都是在本世紀被發現的,而且都只在地球附近停留了幾個月就逃逸了。科學家們估計,地球每隔幾年就會捕獲一顆小衛星,但由於它們的尺寸很小,通常只有幾米,所以很難被發現和跟蹤。

為了改變這種狀況,科學家們正在計劃一些新的探測任務,目的是尋找和研究小衛星。例如,美國太空總署的 NEA Scout 任務將利用一艘太陽帆飛船,在 2024 年左右前往一顆小衛星,進行近距離的觀測和拍照。另一個名為 Mini Bee 的任務則計劃在 2025 年左右向一顆小衛星發射一枚小型探針,從表面上取下一小塊巖石,然後返回地球。

太空巖石的探索和研究不僅可以揭開太陽系的起源和演化的秘密,還可以為我們提供一些有關地球和生命的重要資訊。例如,一些科學家認為,地球上的水和有機物可能是由小行星和彗星等太空巖石帶來的,這些太空巖石在太陽系的早期與地球發生了大量的碰撞。如果這個假設是正確的,那麽太空巖石可能是地球生命的源泉,也可能是其他行星或衛星上存在生命的可能性的指示器。

除了對太陽系的科學認識,太空巖石的探索和研究也可以為人類的未來帶來一些實際的好處。例如,一些小行星和小衛星可能含有豐富的金屬和稀有元素,這些資源對於人類的工業和技術發展是非常有價值的。如果能夠開發和利用這些太空巖石,人類可能會進入一個新的太空時代,實作太空采礦和太空殖民的夢想。

當然,太空巖石的探索和研究也面臨著一些挑戰和風險。例如,一些小行星和小衛星可能對地球構成威脅,如果它們的軌域發生變化,可能會與地球發生災難性的碰撞。為了防止這種情況,科學家們需要密切監測和預測這些太空巖石的運動,同時也需要制定一些應對措施,比如改變它們的軌域或者將它們摧毀。

總之,太空巖石是太陽系的寶貴財富,它們為我們提供了一個了解太陽系的過去、現在和未來的視窗。透過探測和采樣這些太空巖石,我們可以增進我們對太陽系的科學知識,也可以為我們的生存和發展開辟新的可能性。太空巖石的探索和研究是一個充滿挑戰和機遇的領域,值得我們繼續探索和創新。