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男婚神星女火星一样
文章转载自“中国矿物岩石地球化学学会”
随着神州十四号出征太空，人们对太空的探索也在逐渐深入，我们熟知太空中有很多小行星，灶神星就是其中的一颗小行星，灶神星是如何被发现的呢，其对于我们的研究有没有什么特殊价值呢？一起来看看吧！
独特的灶神星
张蕾
灶神星是什么
1807年3月29日，德国天文学家海因里希斯·威廉·马特乌斯·奥伯斯（Heinrich Wilhelm Matthäus Olbers）zài室女座发现了灶神星，并将命名这颗新发现小行星的荣誉授予了计算其轨道的德国数学家约翰·卡尔·弗里德里希·高斯（Johann Carl Friedrich Gauss），高斯以罗马神话中“炉灶、家和家庭（hearth, home and family）”的女神维斯塔（Vesta）命名。
图1 德国天文学家海因里希斯•威廉•马特乌斯•奥伯斯
灶神星及谷神星、智神星和婚神星等最早被发现的小天体外观类似于行星，德国天文学家弗里德里希·威廉·赫歇尔（Frederick William Herschel）采用希腊文中的词根aster- （似星的），将其命名为asteroid，汉语译为“小行星”。这些小行星主要分布在火星和木星轨道之间的主小行星带上，估计有数十万颗之多，直径从十几米到数百公里不等。由于灶神星是主小行星带第4颗被发现的小行星，故亦称为4 Vesta。灶神星是一个干燥、分异的天体，位于主小行星带的内侧（图2），是45.6亿年前类地行星形成早期阶段的遗留物。
图2 灶神星在主小行星带的位置
灶神星的独特之处
灶神星是主小行星带中质量第二大的天体，占所有主小行星带总质量的9%，每3.63年绕太阳公转一周，距平均距离超过3.5亿千米。它以a=2.36天wén单位（地球和太阳之间的平均距离）的半长轴绕太阳运行，自转周期0.22个地球日。灶神星是地球上可见的最明亮的小行星，是一个大小为（578×560×458）千米的三轴椭球体（图3）。平均半径为（265±5）千米，轨道倾角7.1°，偏心率0.09。表面平均温度负188 ℃，最高温度负18 ℃，表面反照率0.423。其体积为14242.5万立方千米，质量约（2.67±0.02）×1020 千克，全球平均密度为每立方厘米3.46克，表面重力为0.25 米/秒2，逃逸速度为0.35千米/秒。
灶神星的研究历史
虽然灶神星已被发现了214年，但早期对灶神星的研究都来源于地基望远镜和哈勃望远镜，这些望远镜可采集到灶shén星表面发射的紫外、可见光和近红外波段以及yuǎn红外和微波光谱特征。
基于此，1879年E. C. Pickering估算灶神星直径约为（513±17）千米。
1952年Stephenson通过光变曲线确定了灶神星5.3小时的自转周期。
1966年，根据灶shén星对小行星（197）Arete的引力扰动估算灶神星质量为（1.20+0.08）×10-10太阳质量。
1970年，McCord等人发现灶神星可见光和红外光谱与玄武质钙长辉长无球粒陨石（Eucrite）Nuevo Laredo的实验室光谱非常匹配，故而首次提出灶神星可能是这些分异型陨石的母体小行星。他们开创性的工作加速了科学家对灶神星的兴趣。
1993年，Binzel和Xu在灶神星临近轨道上发现了20颗直径小于10千米的玄武质小行星，这些小行星具有类似于灶神星及钙长辉长无球粒陨shí（Eucrite）和奥长古铜无球粒陨石（Diogenite）的光谱。故而他们提出这些小行星可能是由于撞击从灶神星上溅射出来的，并将其划分为V型小行星或灶神xīng族小行星。
这些小行星通过引力不稳定的柯克伍德空隙3:1轨道共振区域（此区域内小行星受木星引力影响极易从共振轨道脱离）后演化为越地小行星，部分星体最终被地球重力场捕获，穿越地球大气层后残骸形成了HED族陨石，即钙长辉长无球粒陨石（Eucrite）-奥长古铜无球粒陨石（Diogenite）-古铜钙长无球粒陨石（Howardite）。
哈勃望远镜（HST）1994年首次用宽视场行星照相机（WFPC2）拍摄了一组fēn辨率为52 千米/像素的图像，被用于确定灶神星的自旋极、大小和形状。
1996年5月，灶神星离地球较近时，HST以分辨率为36千米/像素获得了WFPC2图像，获得了灶神星新的地形信息，证实灶神星可能是HED陨石的母体。
1997年Thomas等人利用HST对灶神星进行了观测，首次绘制了小行星表面形貌图，并在小行星南极地区，发现了直径约460千米的巨大陨石坑Rheasilvia其为灶神星现存最大的撞击盆地，挖掘深度可达数十千米。
“黎明”号（Dawn）是美国国家航空航天局发现计划的第九次任务，携带着可见光、红外光谱仪（VIR），两台冗余帧摄像机（FC），伽马射线和中子探测器（GRaND）等载荷，前往主小行星带的灶神星和谷神星进行考察，试图了解太阳系的组成以及太阳系最早时期发生的过程。美国宇航局“黎明号”探测任务于2007年9月27日发射探测器，任务于2018年10月31日结束，飞行里程达69亿千米。
2011年7月16日至2012年9月，黎明号环绕灶神探测，可见光和红外观测数据显示：古铜钙长无球粒陨石（Howardite）是灶神星表面最具代表性的岩石类型，而古铜钙长无球粒陨石是钙长辉长无球粒陨石和奥长古铜无球粒陨石的混合物。这些物质有明显的区域变化，其中赤道区域显示出更高含量的钙长辉长无球粒陨石成分，南极撞击盆地具有更高的奥长古铜无球粒陨石成分。黎明号拍摄了大量清晰的灶神星南极巨大撞击坑的照片，利用照片对撞击坑进行统计定年，由此得到较小的年龄，仅（10±2）亿年和21±2亿年。黎明号探测数据表明了灶神星与HED族yǔn石的确存在强烈的成因联系，佐证了HED族陨石来自灶神星的的假设。
图3 “黎明”号探测器拍摄的灶神星
灶神星的地表特征
在太阳系漫长的历史中，灶神星处于一个与其它小行星碰撞的环境中，灶神星表面被各种大小的陨石坑所占据，已经确定了1872个陨石坑（直径大于4千米），其中12个直径大于50千米，其中最为独特的是南半球的两个巨大的撞击盆地。黎明号数据的研究揭示了灶神星错综复杂的撞击历史。
灶神星的撞击坑记录具有强烈的南北二分法，灶神星北半球撞击坑地形很大程度上保留了早期的历史，其中最典型是由三个邻近的陨石坑组成的群，被称为“雪人坑”，分别为Marcia、Calpurnia和Minucia（图4），Marcia是其中最年轻的撞击坑，横切Calpurnia，Minucia是其中最老的撞击坑。南半球两次大的撞击重置了其表面，形成了500千米宽的Rheasilvia盆地和400千米宽的Veneneia撞击盆地（图5）。更年轻的Rheasilvia盆地叠加在Veneneia盆地之上，它们为灶神星族小行星和HED陨石的物质来源提供了可能的解释。
图4 灶神星北半球的“雪人坑”
此外，在灶神星赤道的大部分区域分布一系列平行的沟槽构造，最大的命名为Divalia Fossa，宽10-20千米，长465千米，比美国大峡谷（Grand Canyon）还要大。倾斜于赤道在更北的地区也发现了沟槽构造，最大的Saturnalia Fossa宽约40千米，长约370千米。这些沟槽可能是在巨型撞击形成Rheasilvia和Veneneia盆地时，强烈的冲击波导致赤道区域的大尺dù断裂所形成的构造。
图5 Rheasilvia和Veneneia撞击盆地
灶神星的内部结构组成
太阳星云冷却吸积成原始行星盘，行星盘冷却形成尘埃颗粒并最终凝结成小尺度的星子；若吸积盘质量较大，则星子形成原行星。这些原行星被认为是类地行星吸积的组成部分。
灶神星是唯一保存完好的、较大的、经历了岩浆分异的原行星，其在太阳星云xiǎo行星带区域的内侧迅速吸积增大。短寿命放射性元素26Al进入灶神星后衰变释放的热量融化并导致灶神星的分异：较轻的物质浮到外层成为壳，较重物质的沉积到内部成为核幔，形成的地壳厚30～41千米，上地壳由18～22千米的非堆积钙长辉长无球粒陨石成分组成，下地壳厚13-19千米以奥长古铜无球粒陨石物质为主，但含有10%～20%的含橄榄石的奥长古铜无球粒陨石和堆积钙长辉长无球粒陨石的组分。地幔由含60%～80%橄榄石的方辉橄榄岩组成；富铁金属核厚约105-110千米。
因此，灶神星是研究太阳系早期行星分异历史的极佳对象。灶神星表面的成分主要是钙长辉长无球粒陨石（Eucrite）-奥长古铜无球粒陨石（Diogenite）-古铜钙长无球粒陨石（Howardite）物质（图6）。古铜钙长无球粒陨石是由奥长古铜无球lì陨石和钙长辉长无球粒陨石碰撞混合形成后的角砾岩，富含钙长辉长无球粒陨石的古铜钙长无球粒陨石形成于灶神xīng较老的地形中，富含奥长古铜无球粒陨石的古铜钙长无球粒陨石对应于大型撞击坑。这些结果得到了黎明号、哈勃太空望远镜和地基光谱学等数据的验证。
图6 灶神星表面HED岩性分布（VIR数据）
来自灶神星的样品
自1970年以来，HED (Howardite – Eucrite – Diogenite)陨石一直被认为来自灶神星，因为该类陨石和灶神星之间的红外光谱和可见光谱非常接近。同时黎明号数据进一步确认灶神星两者之间的相关性。灶神星遭受巨大撞击而抛射出一些碎块成为灶神星族小行星，而且可能经多次撞击，有些岩石碎块陨落到地球而成为HED 陨石（图7）。
根据宇宙射线暴露年龄研究，约三分之一以上的HED陨石是由于两次主要撞击事件从灶神星抛射出，且在太空中运行了600万~7300万年才陨落到地球。它们是地球上发现数量最多的石质无球粒陨石，已有2542块HED陨石被国际陨石学会命名，约占已发现陨石（75128）的3.4%。
HED陨石是目前所能得到的太阳系内最古老的岩浆岩样品。奥长古铜无球粒陨石是超铁镁质的岩浆岩，为堆晶岩或侵入岩。钙长辉长无球粒陨石为辉长岩和玄武岩，辉长岩多数为堆晶岩，玄武岩为浅成侵入岩或喷出岩。古铜钙长无球粒陨石为撞击角砾岩，主要由钙长辉长无球粒陨石和奥长古铜无球粒陨石的碎屑组成，其中奥长古铜无球粒陨石的体积含量大于等于10%，qí结构上还可分为撞击破碎角砾岩和表土角砾岩。钙长辉长无球粒陨石结晶年龄约为44.3～45.5亿年，其广泛的岩浆作用形成于太阳系产生之初的一千万年之内。而大部分HED族陨石，特别是玄武岩质钙长辉长无球粒陨石发生了广泛的热变质作用，但热变质仅仅局限于岩浆作用期间或者岩浆作用期后一个很窄的时间段内。因此，HED陨石是探索和研究太阳系早期小行星岩浆演化和分异作用的重要窗口。
图7 HED陨石
总之，环绕太阳运行45.6亿年的天体能告诉我们太阳系诞生以来发生的许多事件，基地望远镜、哈勃太空望远镜、黎明号环绕飞行和HED陨石样品实验室对灶神星研究提供多个视角和途径，这些数据的获得将这颗较为原始的行星胚胎的一些信息呈现在我们面前，这仅是管中窥豹，还有很多的未解之谜等待着人类的去探索！
（本文已在《矿物岩石地球化学通报》2022年第1期刊出）
小行星形成的原理？
原理：
小行星是太阳系形成后的物质残余。有一种推测认为，它们可能是一颗神秘行星的残骸，这颗行星在远古时代遭遇了一次巨大的宇宙碰撞而被摧毁。
1801年，意大利天文学家皮亚齐（GiuseppePiazzl，1746～1826）发现了一个新行星，命名为谷神星，它距太阳2.77天文单位，但因它的体积和质量太小，不能与大行星为伍，故称其为小行星。以后的几年里，又发现了另外3颗较大的小行星，它们是智神星、婚神星和灶神星。随着19世纪后照相技术在天文学上的guǎng泛应用，使发现的小行星的数目急剧增加。
从1925年起，新发现的小行星算出轨道后，要经过两次以上的冲日观测，才能赋予永久编号和专用名称。目前有永久编号的小行星已达1万多颗。巡天观测发现亮度大于21.2星等的小行星有50万颗。
小行星中最大的是谷神星，其他小行星的直径和质量都很小。小行星的亮度有周期性变化，这是由于它们表面各部分的反照率不同及它们的自转引起的。小行星典型的自转周期为8～9个小时，小行星的自转轴取向毫无规律，呈随机分布。
有的小行星还有自己的卫星。按表面反照率的不同，小行星可分为C类（碳质，反照率较小）和S类（石质，反照率较大），另外还有少数小行星的金属含量很高，称M类。少数小行星的轨道半长径比火星小或比木星大。
小行星靠反射太阳光而发亮，它们的视亮度跟它们同太阳和地球的距离有关，也跟它们的表面反照率有关。最亮的小行星是灶神星，目视星等为6.5等。大多数小行星是一些形状很不规则、表面粗糙、结构较松的石块，表层含有水矿物。
它们的质量很小，按照天文学家的估计，所有小行星加在一起的质量也只有地球质量的4/10000。这些小行星和它们的大行星同伴一起，一面自转，一面自西向东地围绕太阳公转。
以上就是关于婚神星和火星,婚神星与火星相合的知识，后面我们会继续为大家整理关于男婚神星女火星一样的知识，希望能够帮助到大家！
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