本文刊載於《三聯生活週刊》2019年第14期，原文標題《小行星帶來大驚奇》
近地小行星“101955 Bennu”
大約20年前，林肯近地小行星研究小組（Lincoln Near-Earth Asteroid Research）發現了太陽系內一顆小行星的存在，它隨後被命名為“101955 Bennu”。這是一個水滴狀的小行星，直徑大約為492米，每4.3個小時自轉一週，通過測量發現它的密度也不算大，只比水的密度高出30%左右。在人類已知的太陽系內大約78萬顆小行星裡，Bennu並不顯得太起眼，它最大的特點就是運行軌道與地球相近，甚至有重合之處。這顆小行星每6年接近一次地球，行星科學家們判斷，雖然可能性極低，但它仍然有與地球相撞的可能（經過計算，它在22世紀後期與地球相撞的概率為1/2700）。
正是因為Bennu獨特的運行軌道，科學家們對它有了雙重興趣：一方面，既然它對地球具有潛在的威脅，那麼人類最好對它有比較詳細的瞭解，一旦它在未來撞向地球，人類需要知道應該如何應對；另一方面，這個與地球相近的小行星又是瞭解太陽系形成，乃至地球生命起源的絕佳機會。科學家們猜測，Bennu應該有大約45億年的歷史，也就是說形成於太陽系形成的1000萬年之內，而它的構成在幾十億年的時間裡也沒有太大的改變。它有可能是在大約20億年前至7億年前，從火星與木星之間的小行星帶脫離開的一個富含碳元素的小行星，在行星引力與太陽熱量的雙重作用之下逐漸接近地球，形成了現有的軌道。因為它自身的溫度極低，也就有著較大的可能，Bennu至今仍然保存著當初促使地球產生出原始生命的有機分子。
在太陽系形成初期，正是大量小行星的聚集最終形成了各大岩石行星，而類似Bennu這樣沒有被利用到的行星材料，在幾十億年的時間裡一直在太陽系內運轉，形態和構成都改變不大。從這個角度來說，探測Bennu猶如在太陽系內進行“考古研究”，可以讓人類直觀地瞭解到幾十億年前太陽系內的狀態。科學家們估計，這樣的小行星可能富含水資源，當初可能正是無數個這樣富含水資源的小行星聚集在一起形成了地球，而水資源匯聚在一起，就形成了地球表面浩瀚的海洋。
出於對小行星Bennu的雙重興趣，美國航空航天局（NASA）在2016年發射了價值8億美元的“起源、光譜解析、資源識別、安全、風化探測器”（Origins，Spectral Interpretation，Resource Identification，Security，Regolith Explorer，簡稱OSIRIS-REx），經過兩年多的時間，旅行了數十億公里的距離之後，OSIRIS-REx終於在2018年12月31日進入Bennu的軌道，而它的科學目標，則是在Bennu的表面著陸，然後採集上面的土壤和岩石樣本送回地球進行研究。
OSIRIS-REx為期兩年的小行星考察和採集計劃不可謂不復雜。按照計劃，它需要在Bennu表面找到一個直徑50米左右的比較光滑的圓形地帶進行著陸，採集小行星表面至少60克、最多2000克的土壤和岩石樣本，之後將樣本密封，再飛回地球，預計它會在2023年將樣本投在猶他州的沙漠之中。人類之所以制訂這樣的計劃，是基於在地球上對Bennu的觀測。科學家們認為Bennu的表面會比較光滑，OSIRIS-REx將很容易找到一個適合降落的地點。但是當OSIRIS-REx進入到Bennu的軌道，在近距離對它進行觀測時才發現，這顆小行星的外表與人們此前猜測的大相徑庭。實際上，Bennu的表面坑坑窪窪，很難找到大片的光滑地帶，這就為OSIRIS-REx的著陸帶來很大的困難。很快，Bennu又帶給了人類更大的驚奇。
美國航空航天局價值8 億美元的“起源、光譜解析、資源識別、安全、風化探測器”
OSIRIS-REx進入到Bennu的軌道沒幾天時間，在2019年1月6日就觀測到了一次罕見的小行星噴射現象，在隨後的兩個月裡又觀測到了十多次類似的噴射現象。這還是人類第一次近距離觀測到這種現象，令科學家們感到驚奇不已，並且不得不調整OSIRIS-REx的探測計劃。OSIRIS-REx觀察到Bennu向外噴射出像鵝卵石大小的顆粒——這些被噴射出的顆粒有的因為小行星的引力作用落回到小行星表面，有的則突破引力的限制進入到宇宙空間。有科學家預測，一些被Bennu噴射出的顆粒大約會在2019年9月到達地球大氣層，甚至有可能形成“流星雨”。另一些被噴射出的顆粒則在這兩種情況中間，圍繞著Bennu運轉，它們距離Bennu大約有1.6公里左右，暫時不會對探測器造成傷害，因而OSIRIS-REx得以進行持續的觀測。
有向外進行噴射行為的小行星極其罕見，在太陽系78萬顆小行星里人類目前只發現了十幾顆有類似的行為。科學家們分析，其中的原因可能各有不同。有的小行星是因為自轉太快而逐漸分崩離析，有的則是噴射出內部的冰塊，也有人懷疑太陽向外輻射的帶電粒子與小行星自身的帶電粒子發生相互作用也會觸發噴射現象。Bennu的體積相對較小，此前人們認為它無法儲存能量，因此溫度極低，至於它為什麼會有這樣的噴射行為，可能與太陽的能量有關，但還需要進一步的觀察和推測。
從外觀到行為，小行星Bennu處處出乎人們的意料。科學家們不僅需要調整OSIRIS-REx的探測計劃，還需要相應調整關於太陽系小行星的電腦模型。人類將如何解釋Bennu的噴射行為，OSIRIS-REx探測器能否成功採集到樣本運送回地球，人類又會有哪些收穫，此時還難以預測。不過小行星Bennu已經再一次提醒人類，我們對於太陽系的瞭解還遠遠不夠，在未來必定還有更多的驚奇會被發現。
人類對於小行星的研究，不僅關乎太陽系的過去，也關乎人類的未來。很多小行星都蘊含豐富的礦產資源。在未來，人類可以嘗試去小行星開採各種稀有金屬。另外，人類有可能從小行星上蘊含的豐富水資源中提取氫和氧，作為飛行器的燃料。因此小行星對於人類未來的太空旅行同樣至關重要，它們可以成為人類飛行器進行太空旅行的中繼站。
（本文寫作參考了《科學》[Science]雜誌和美國航空航天局網站的報道）
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