灶神星:地球上的隕石,可能來自它
灶神星是主帶質量第二大的小行星,平均直徑約525公里。它形成於太陽系初期並完成了行星式分異,擁有鐵核、地幔和地殼;南極的雷亞希爾維亞巨坑險些將它撞碎,丟擲的碎片化作HED隕石墜落地球。2011年黎明號成為首艘環繞它的探測器。

如果把行星的成長過程按下暫停鍵,灶神星(4 Vesta)就像停在“行星胚胎”階段的樣本。它平均直徑約525公里,是主小行星帶中質量第二大的天體;內部卻像大行星一樣分出了地殼、地幔和鐵核。
倖存的原行星
在太陽系形成之初,火星與木星之間曾孕育出許多直徑數百公里的“原行星”,它們中的絕大多數後來被撞碎、聚合,或被木星引力甩出,只有灶神星、穀神星等少數倖存者保留至今。灶神星以約2.36天文單位的平均距離繞太陽運行,公轉一週約3.63年,自轉一週只需約5.3小時。它一顆就佔了主帶約9%的質量,反照率高達0.43,衝日時亮到可以用肉眼看見,是唯一能肉眼可見的小行星。因為形成極早、又幾乎未經改造,科學家稱它為“最小的行星胚胎”——一塊研究行星起源的活化石。
內部結構:像行星一樣分層
灶神星形成後的幾百萬年內,放射性同位素鋁-26衰變釋放的熱量使它整體熔融,形成“岩漿海”:較重的鐵鎳下沉,較輕的矽酸鹽上浮,完成了行星式的分異。黎明號的引力測量證實,灶神星中心有一個直徑約220公里的鐵鎳核心,外面是富含橄欖石的地幔,最外層是玄武岩質的地殼——結構與地球等巖質行星如出一轍,只是尺寸小得多。這正是它與絕大多數“碎石堆”式小行星的根本區別。

雷亞希爾維亞:差點被撞碎
灶神星的南半球被一個名為雷亞希爾維亞的巨型撞擊盆地佔據:直徑約500公里,幾乎趕上灶神星本身的直徑,深約19公里。盆地中央聳立著一座寬約200公里的中央峰,從坑底算起高出20公里以上,是太陽系最高的山峰之一。更驚人的是,它下面還疊著一個更古老、直徑約400公里的維納尼亞盆地——灶神星的南極至少捱過兩次幾乎致命的撞擊。最近那次發生於約10億年前,丟擲的物質約佔灶神星質量的1%,造就了今天主帶裡的“灶神星族”小行星群,但灶神星硬是挺了過來,沒有粉身碎骨。

我們真的摸過灶神星嗎?
撞擊丟擲的碎塊中,一部分掉入與木星共振的軌道縫隙,陸續墜向地球。今天隕石學家手中的HED隕石——古銅鈣長無球粒隕石(H)、鈣長輝長無球粒隕石(E)和奧長古銅無球粒隕石(D)——絕大多數被確認來自灶神星,已命名的樣本超過1000顆。這三類岩石恰好對應灶神星表層的撞擊混合物、地殼的玄武岩和深部的地幔。早在望遠鏡時代,光譜比對就暗示了這段淵源;黎明號就位測量後,這段“血緣關係”被徹底坐實:在實驗室裡,人類早已摸過灶神星的岩石。

黎明號造訪
2007年9月發射的NASA黎明號探測器,依靠高效的離子推進器,於2011年7月16日進入環繞灶神星的軌道,成為第一艘環繞主帶天體運行的探測器。在隨後約14個月裡,它從數百公里一路降到僅210公里的高度,逐級測繪全球,拍下數萬張照片,證實了鐵核的存在,也確認了HED隕石的故鄉。2012年9月5日,黎明號告別灶神星飛向穀神星,把這顆“倖存的原行星”的完整故事留在了人類的探測檔案裡。



