研究小组描述了小行星法厄同的构成

送烟激钟

在近日点通过期间Phaethon地下和表面下一个昼夜热表皮深度的温度估计。请注意，法厄同每3.6小时的自转会导致每个纬度的温度变化，根据图例，这些变化是有颜色的。通过热分解产生气体物质的较低温度范围用水平线表示。学分:自然天文学(2023)。DOI: 10.1038/s41550-023-02091-w

（）据赫尔辛基大学（约翰娜·佩利宁）：直径五公里的小行星法厄同困扰了研究人员很长时间。当小行星在其轨道上最接近太阳时，有几天可以看到彗星般的尾巴。

然而，彗星的尾巴通常是由冰和二氧化碳蒸发形成的，无法解释这种尾巴。尾巴应该已经在木星距离太阳的距离上可以看到了。

当小行星的表层破裂时，分离的砾石和尘埃继续在同一轨道上运行，并在遇到地球时诞生了一簇流星。法厄同引发了双子座流星雨，它也在每年12月中旬左右出现在芬兰的天空中。至少根据流行的假设是这样，因为那是地球穿过小行星路径的时候。

直到现在，关于太阳附近法厄同表面发生了什么的理论仍然是纯粹的假设。小行星上有什么？怎么会？通过了解法厄同的构成找到了谜底。

由六块已知陨石组成的罕见陨石群

赫尔辛基大学的研究人员最近在《自然天文学》杂志上发表的一项研究中，重新分析了之前由美国国家航空航天局的斯皮策太空望远镜测量的法厄同的红外光谱，并与实验室测量的陨石红外光谱进行了比较。

研究人员发现，法厄同的光谱恰好对应于某种类型的陨石，即所谓的CY碳质球粒陨石。这是一种非常罕见的陨石，其中只有六个标本是已知的。

小行星也可以通过从太空中取回样本来研究，但陨石不需要昂贵的太空任务就可以研究。小行星龙谷和贝努鸟是最近JAXA和美国国家航空航天局取样返回任务的目标，属于CI和CM陨石。

这三种类型的陨石都起源于太阳系的诞生，彼此之间有部分相似，但只有CY组由于最近的加热而显示出干燥和热分解的迹象。

所有这三组都显示出太阳系早期演化过程中发生变化的迹象，在太阳系早期，水与其他分子结合形成层状硅酸盐和碳酸盐矿物。然而，CY型陨石与其他陨石不同，因为它们含有高含量的硫化铁，这表明它们有自己的起源。



博士后研究员Eric MacLennan手里拿着一种非常罕见的陨石，即所谓的CY碳质球粒陨石。只有六个相同类型的标本是已知的。样本是从伦敦自然历史博物馆借来的。信用:苏珊·海基宁

法厄同的光谱与碳质球粒陨石的光谱相匹配

法厄同的红外光谱分析显示，这颗小行星至少由橄榄石、碳酸盐、硫化铁和氧化物矿物组成。所有这些矿物都支持与CY陨石的联系，尤其是硫化铁。碳酸盐表明水含量的变化符合原始成分，而橄榄石是页硅酸盐在极端温度下热分解的产物。

在这项研究中，有可能用热模型显示小行星表面的温度，以及某些矿物质何时分解并释放气体。当法厄同接近太阳时，它的表面温度会上升到大约800摄氏度。CY陨石群很好地符合这一点。在相似的温度下，碳酸盐产生二氧化碳，层状硅酸盐释放水蒸气，硫化物释放硫气体。

根据这项研究，在法厄同上发现的所有矿物似乎都对应于CY型陨石的矿物。唯一的例外是氧化物portlandite和水镁石，在陨石中没有发现。然而，当碳酸盐在水蒸气的存在下被加热和破坏时，这些矿物质就会形成。

尾巴和流星雨得到了解释

小行星的成分和温度解释了太阳附近气体的形成，但是它们也解释了形成双子座流星的尘埃和沙砾吗？小行星是否有足够的压力将尘埃和岩石从小行星表面带走？

研究人员将其他研究的实验数据与他们的热模型结合起来，并根据这些数据估计，当小行星最接近太阳时，小行星的矿物结构中会释放出气体，这可能会导致岩石分解。此外，二氧化碳和水蒸气产生的压力足够高，可以将小尘埃颗粒从小行星表面提起。

“钠排放可以解释我们在太阳附近观察到的微弱尾巴，热分解可以解释尘埃和砾石是如何从法厄同释放出来的，”该研究的主要作者，赫尔辛基大学的博士后研究员Eric MacLennan说。

赫尔辛基大学的Mikael Granvik副教授说:“很高兴看到每一种发现的矿物似乎都到位了，也解释了小行星的行为。”