NASA 探測器已開始前往太陽系外圍區域的旅程，那裡是前所未有的處女地：一組繞太陽、在木星附近執行的小行星。亞利桑那大學圖森分校的行星科學家 Vishnu Reddy 表示，這些岩石是“最後未被探索但相對容易接近的繞太陽執行的小天體群”。
耗資 9.81 億美元的露西號任務於 10 月 16 日從佛羅里達州卡納維拉爾角發射升空，在接下來的 12 年裡，它將進行引力體操，飛掠六顆被稱為特洛伊的小行星，拍攝照片並確定其成分。科學家們認為，特洛伊小行星將揭示有關太陽系形成和演化的資訊。該任務的名稱反映了他們的希望：“露西”是 1974 年在衣索比亞出土的 320 萬年前的原始人化石，它揭開了人類起源的秘密。
北亞利桑那大學弗拉格斯塔夫分校的行星科學家 Audrey Martin 說：“特洛伊小行星非常神秘，這讓它們真的很有趣”，她參與了露西號任務。
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這些小行星可能形成於大約 46 億年前太陽系的最外層，當時地球、木星和其他行星正在從新生太陽周圍的氣體和塵埃盤中聚合。在這種情況下，引力相互作用會將特洛伊小行星甩入內太陽系，在那裡它們現在作為太陽系積木的相對原始的例子執行。
科學家們可以研究特洛伊小行星，以瞭解太陽系遙遠、原始的部分是什麼樣的，而無需將探測任務完全傳送到那裡。
來自外圍區域
自 1991 年伽利略號探測器在前往木星的途中呼嘯掠過小行星 Gaspra 以來，許多探測任務都探索了太陽系的主要小行星帶，該小行星帶位於火星和木星之間。但從未有探測任務前往木星的特洛伊小行星，它們可能與主小行星帶中的小行星非常不同。“每次我們前往新的天體群，我們都會學到新的東西，”科羅拉多州博爾德市西南研究院的行星科學家、露西號的副首席研究員 Cathy Olkin 說。
超過 7,000 顆特洛伊小行星在木星附近執行，形成兩個大的星群，在木星繞太陽執行時一前一後地跟隨它。包括火星和海王星在內的其他幾顆行星也有緊隨其軌道執行的特洛伊小行星；地球至少有兩顆。但木星擁有的已知特洛伊小行星最多。
根據行星形成的領先模型，當太陽系形成時，行星比今天離太陽近得多。然後，引力相互作用導致它們中的許多行星發生遷移。土星、天王星和海王星從太陽向外移動，而木星則略微向內移動。在這種混亂中，來自太陽系最外層的冰冷天體——柯伊伯帶（冥王星和其他小天體今天在那裡執行）——被拋入內太陽系。木星捕獲了它們，此後它們一直留在附近，數十億年來基本上沒有改變。NASA 位於華盛頓特區總部的行星科學部門主管 Lori Glaze 說，這使得它們成為理解太陽系起源和演化的重要組成部分。
改寫教科書
也許是由於其動盪的起源，特洛伊小行星——以荷馬史詩《伊利亞特》中的人物命名——具有多種顏色、形狀和大小。露西號將訪問其中的六顆，以努力確定它們為何如此多樣化。該探測器的目標包括 Eurybates，這是一個 64 公里寬的巨大宇宙碰撞的殘餘物，以及其微小的衛星 Queta，Queta 是去年用哈勃太空望遠鏡發現的。其他目標是 20 公里長的足球形小行星 Leucus，以及被稱為 Patroclus 和 Menoetius 的一對小行星，它們彼此繞軌道執行，直徑均為約 100 公里。這種雙小行星在柯伊伯帶中很常見，但在特洛伊小行星中並不常見，就科學家所知。
發射後，露西號將多次繞地球飛行，以獲得前往其首個目標 Eurybates 所需的引力助推，它要到 2027 年才能到達那裡。最後一次飛掠，即飛掠 Patroclus 和 Menoetius，要到 2033 年才會發生。“當您嘗試探索外太陽系時，您絕對必須要有耐心，”Olkin 說。
在兩塊 7.3 米寬的太陽能電池板的驅動下，露西號將以每秒 6 到 9 公里的速度呼嘯掠過每顆小行星，進行測量，包括小行星的顏色、成分、自轉和質量。Reddy 說，無論該任務發現什麼，幾乎肯定會改寫教科書中關於特洛伊小行星的條目。“我們可能會把我們所有的形成模型都扔出窗外。”
本文經許可轉載，最初發表於 2021 年 10 月 14 日。