小行星有哪些奇怪的小动作？ 第1页

这三次喷发，是冥王号团队的重点分析研究对象。

三次大喷发，从哪里来？

通过分析冥王号拍摄照片中粒子的轨迹，可以回溯这三次大喷发的粒子速度和可能的喷发点。值得注意的是，因为后两次大喷发时有更充足的观测数据（更高的拍摄频率），科学家们可以有更精准的回溯结果。

关于贝努的三次大喷发

• 1月6日的大喷发

时间：贝努当地时间的15:22-16:35之间，

喷发点：南纬57-75°，经度325-343°

粒子速度：0.07-3.3 m/s 量级。

• 1月19日的大喷发

时间：贝努当地时间的16:38，

喷发点：北纬20°，经度335°，

粒子速度：0.06-1.3 m/s 量级。

• 2月11日的大喷发

时间：贝努当地时间的18:05，

喷发点：北纬20°，经度60°，

粒子速度：0.07-0.21 m/s 量级。

仅从这三次大型喷发事件来看，似乎并不能看到很强的规律性：

• 喷发的粒子大小不一：小的近1厘米，大的可达约10厘米（当然，也可能有更小的粒子，但更小的冥王号相机就看不到了）；
• 粒子快慢跨度很大：从0.06米/秒到3.3米/秒都有；
• 似乎啥经纬度都可能发生喷发…

甚至这些粒子的喷发点有什么特殊之处么？好像也没有。无论是地形地貌还是反照率，这三处喷发点一带似乎都和贝努其他地方没什么区别。

如果实在要这三次大喷发中找到什么共同之处的话——似乎唯一类似是都发生在贝努当地时间的下午晚些时候。

不过，单个背景粒子的喷发时间也不遵循这个唯一的规律——不管白天晚上，啥时候都有。

喷出的粒子，去往何方？

另一个天文学家们非常关心的问题是：不管是大型喷发、小型喷发、还是孤立的背景粒子游动——这些离开贝努表面的粒子最终的归宿是哪里？

显然，贝努是一颗很小的小行星，质量只有约7800万吨，平均直径不足500米，也就相当于…4.5个土星五号摞起来那么高吧…

质量越小，自然引力就越小，这也就意味着：

贝努上喷出的颗粒物，速度稍快一些的可以轻轻松松摆脱贝努的引力，进入太空。

那速度不够快的粒子们会怎么样呢？还有两种命运：

一种是短暂地环绕贝努飞行了数周，然后屈服于引力这双“看不见的手”，最终重新落回贝努表面；

另一种是压根没能实现环球旅行，只是以亚轨道飞行了一小段，就很快落回了贝努表面。

冥王号项目组选取了这近50天里观测到的215条粒子轨迹进行分析，把这些“腿脚没那么快”的粒子又进一步细分为六类（Particle 1-6），其中：

• 1-4类粒子在环绕贝努飞行了4-17周之后落回贝努表面。
• 5和6类粒子沿亚轨道飞了一段就落回贝努表面。

好端端的，到底为啥就开始喷砂砾了？

如果说探测器的工作是不远千万里前往现场搜证的话，那么借助搜证的结果，抽丝剥茧展开推理和论证的天文学家们，就是宇宙意义上的侦探。

通常来说，彗星和活跃小行星的喷发有很多可能的原因和机制，而侦探们要做的，是寻找和探讨所有的可能，排除其中的不可能。

对于三次大喷发，天文学家们探索了6种可能的原因。让我们一一看去。

1、自转瓦解 ×

一个星球自转越快，星球上的物体受到的离心作用就越强。快到一定程度，这个星球就会变得不稳定，星球上的尘埃和石块就可能脱离引力束缚，簌簌地剥落散逸。

很多自转较快、个头较小的活跃小行星或者彗星因为“聚合”方式比较松散，就有可能经历过一定程度的自转瓦解，例如咱们曾经介绍过的“死里逃生”的彗星41P。

主带彗星331P/Gibbs（原名P/2012 F5）曾明确被观测到过由于自转太快而“掉渣”的现象 [5]。

但这不符合在贝努上观测到的情况。

因为自转甩出碎片和尘埃这种事儿，肯定会优先发生在受到离心作用最大的赤道区域，而且只可能沿着自转方向甩出去，

而不是像贝努现在这样，从低纬到高纬随机喷发，而且顺行逆行，啥轨道啥角度都有喷发。

2、静电飘浮 ×

太阳风长驱直入打在没有大气的星球表面产生的电场，会让尘埃粒子因为静电力的作用而离开星球表面，漂浮游动起来。

这是探测者号系列任务（Surveyor）在月球上发现的地平线光（lunar horizon glow）可能的原因。

但在贝努这么大的小行星上，静电作用顶多只能扬起毫米级的砂粒，而且速度不太可能超过1米/秒——也就是说，静电作用不太可能产生在贝努周围发现的这么大，这么快的粒子运动。

3、冰升华 ×

一氧化碳、干冰、水冰等挥发性物质的升华会带动尘埃粒子的释放，这是彗星喷发出的尘埃粒子常见原因之一。

但这对贝努依然是不太可能的——因为贝努当时距离太阳已经很近了，低纬区域表面的温度高达110摄氏度以上，常见的挥发性物质都不可能还保持冰的状态存在了。

更何况目前为止的光谱观测并没有在贝努的表面发现水冰的存在，也没有发现近期发生过什么可能释放出地下各种物质冰的地质活动。

4、含水矿物释放水 ✔

虽然贝努表面没发现水冰，但有其他形式的水呀！光谱观测表明，贝努表面富含一种叫做层状硅酸盐的含水矿物，这种矿物就可能在贝努目前的温度条件下释放出“锁住”的水，产生气压，带动尘埃和砂粒的喷发。

天文学家们认为，导致近地小行星法厄同（3200 Phaethon）喷发尘埃可能的原因之一，就是含水矿物的分解 [6]。贝努也同样有这种可能。

5、流星体撞击 ✔

被流星体不断撞击，是太阳系里每颗星球绝对不可能避免的日常。自然，撞击挖掘和溅射出的物质也完全可能成为贝努喷射沙尘和砾石的来源——据推算，一颗质量2.5微克的星际尘埃以15.5公里/秒的速度撞上贝努，就能带来300毫焦能量，产生一次像1月6日那么大规模的喷发事件。

唯一有点问题的是：按照目前的星际尘埃模型估算，这种重量的流星体撞击对贝努简直太频繁了，平均每分钟就能发生一次——远远超出了目前在贝努观测到的大型喷发事件的频率（约2周一次）。

不过也不是圆不回来：比如如果是低速的流星体撞击，频率就会低很多；而且流星体带来的能量也不是会全部转化成喷射粒子的动能，所以需要更大更重的流星体才能产生同规模的喷发，这样所需的撞击频率也会低很多。

6、热破裂 ✔

冷热交替引起的岩石破裂也是一种可能的原因。

贝努的自转很快（周期4.3小时），离太阳又很近（近日点距离太阳只有0.9个日地距离），这意味着贝努的表面和浅表层地下会频繁经历寒冷夜晚和炎热白天的轮转。

在这样频繁的冷热交替之下，贝努上的岩石很容易逐渐破碎，有些碎屑可能会在贝努上温度较高的时候（也就是当地时间下午）被弹射离地表——这正是三次大喷发发生的时间。