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歐洲探測器與一顆大型小行星的一次短暫相遇表明，這顆太空岩石很可能是在行星形成過程中完整遺留下來的。但這次飛掠提出了比解答更多的問題，為我們提供了關於小行星構成和內部結構的誘人但有些令人費解的線索。
這艘探測器是歐洲航天局的“羅塞塔”號探測器，於 2010 年 7 月飛掠了呂特西亞小行星。該探測器正在前往計劃於 2014 年與丘留莫夫-格拉西緬科彗星相遇的途中；“羅塞塔”號於今年 6 月關閉了大部分系統並進入通訊休眠狀態，以便在其為期 2.5 年的飛往會合點的巡航過程中節省能源。“羅塞塔”號的科學家們現在已經分析了從小行星飛掠中獲得的影像和其他資料；研究結果發表在 10 月 28 日出版的《科學》雜誌上的一組三篇研究報告中。
研究人員的主要結論是，呂特西亞看起來像是一個古老的星子，屬於太陽系歷史最初數百萬年中合併形成行星的那種型別。這與一些探測器訪問過的小型天體形成對比，例如 絲川小行星 和 瑪蒂爾德小行星，它們看起來不像是一個個單獨、堅固的遺留物，而更像是行星碎片和殘骸構成的鬆散、多孔的集合體。
然而，呂特西亞的密度太大了，不應具有太大的孔隙率。“羅塞塔”號的科學家根據對呂特西亞不規則物理尺寸（121 x 101 x 75 公里）的目測評估，以及透過跟蹤“羅塞塔”號發回地球的無線電訊號而產生的質量測量，推匯出了該小行星的密度估算值。即使在 3,170 公里的飛掠距離上，小行星對過往探測器的引力拖曳也足以使“羅塞塔”號的軌跡發生偏轉，並使探測器的無線電傳輸發生多普勒頻移。多普勒頻移的大小反映了呂特西亞引力的強度，從而反映了它的質量。
呂特西亞的密度為每立方厘米 3.4 克，與已知密度最大的小行星灶神星不相上下。“它的密度比花崗岩大約高 20%，所以那裡的物質確實非常緻密，”德國卡特倫堡-林道馬克斯·普朗克太陽系研究所的行星研究員霍爾格·西爾克斯說，他是 其中一項新研究 的主要作者。這意味著呂特西亞必定是固體的，或者非常接近固體，其成分應該從太陽系誕生之初就儲存至今。“它具有相當大的強度，所以你需要大量的能量才能把它砸成碎片，”他說。
像呂特西亞這樣的星子掌握著行星形成過程的重要線索。“它真的非常巨大，所以看到一個真正從早期倖存下來的巨大遺留物非常有趣，”西爾克斯說。
但這並不是說呂特西亞一帆風順；這顆小行星古老的表面佈滿了數十億年來較小天體撞擊留下的傷痕。它的表面佈滿了 350 多個直徑至少 600 米的隕石坑，其中包括一個巨大的隕石坑，名為馬西利亞，直徑約 55 公里。“當然，我們今天看到的很多物質都被削掉了，”西爾克斯說。“但它並沒有受到將其粉碎成碎片的撞擊。”
隕石坑記錄和滑坡的照片證據表明，小行星表面覆蓋著一層深厚的、類似於月球土壤的塵土狀土壤，或稱風化層。“我們知道我們看到的是數百米，甚至一公里厚的風化層，其密度非常低，”西爾克斯說。
這種低密度外部物質類似於被稱為球粒隕石的原始隕石，很難與小行星的整體高密度相協調，後者的密度超過了大多數球粒隕石。“這真是令人費解，”加州大學聖克魯茲分校的行星科學家 埃裡克·阿斯普豪格 說，他沒有參與這項新研究。阿斯普豪格說，在沒有質量測量的情況下，人們可能會天真地假設類似外觀的小行星的孔隙率約為 20%。“突然間，你有了這顆小行星呂特西亞，人們不得不假設它的孔隙率基本上為零，這與這種佈滿塵埃、隕石坑密佈、長期以來一直被撞擊的表面完全不符，”他說。“試圖弄清楚這到底是怎麼回事真的令人困惑。”
一種可能性是呂特西亞是部分分化的，這意味著它有一個金屬核心，就像一顆半熟的小行星。分化的結構將有助於解釋呂特西亞的整體高密度，特別是如果撞擊在較重的金屬在核心凝結後，剝離了一些密度較低的物質。“我看到一個身體，它有一個真正破損的地幔，可能在地幔深處有一個鐵核，”阿斯普豪格說。“不幸的是，我們可能永遠不會知道。”至少，“羅塞塔”號永遠不會再返回那裡，因此它無法提供資料來解開這個謎團。
這就是飛掠探測的根本問題，飛掠探測本質上是探測器主要任務的附加專案，很少能提供像主要事件那麼多的科學成果。以“羅塞塔”號以每小時 55,000 公里的速度飛掠呂特西亞為例，一次短暫的會合只持續了幾個小時，雖然提供了一些關於目標天體的線索，但沒有機會進行詳細的後續調查。
“很遺憾我們沒有停留足夠長的時間，”西爾克斯說。“如果我們停留一段時間，我們將能夠更多地瞭解物體的內部，當然還有表面。”隨著“羅塞塔”號飛得越來越遠，超越小行星帶，以便近距離觀察丘留莫夫-格拉西緬科彗星，西爾克斯希望小行星著陸器任務不會落後太遠。“這是下一代任務前往小行星帶的一個很好的論據，”他說，“因為他們真的必須在那裡著陸，並且……不僅僅是刮擦表面，而是真正進入原始物質，找出那裡有什麼。”