誰那麼浪漫,特別選在情人節這一天,千里迢迢去拜訪愛神?

2000年2月14日,美國航太總署的會合-舒梅克號(NEAR Shoemaker)探測船進入愛神星(Eros)軌道,探訪愛神小行星。

愛神星

愛神星(Eros)是第二大的近地小行星,僅次於最大的近地小行星甘尼米德(Ganymed),愛神星是以希臘神話中的厄洛斯(Eros)命名,厄洛斯相當於羅馬神話中的邱比特。

愛神星的外型相當細長,這是會合-舒梅克號從6個不同角度拍攝的影像。影像來源:NASA

愛神星在被發現之前,天文學家以為小行星都在小行星帶上。小行星帶位在火星和木星之間,是太陽系中小行星最主要分佈的區域。

愛神星是1898年被發現的,是第一顆被發現的近地小行星,所謂的近地小行星是指它的軌道近日點小於1.3天文單位(AU,地球到太陽的平均距離),也就是近地小行星的近日點比火星的近日點1.38AU還小一些。

愛神近地小行星的發現,讓科學家明白有些小行星會靠近地球軌道,而且有可能撞上地球,這對地球上的生命有著潛在的危險!例如,6600萬年前一顆10公里左右的小行星或彗星撞上地球,造成恐龍的滅絕。

會合-舒梅克號

會合-舒梅克號是美國航太總署的探測太空船,是第一個執行探索小行星的計畫,它的目標就是愛神星。太陽系裡的小行星那麼多,為什麼選擇愛神星作為探索的目標呢?

近地小行星因為會靠近地球而有潛在的危險,但是另一方面因為靠近地球,所以比較容易讓太空船靠近它和研究它,了解近地小行星也有助於將來如何防範小行星撞擊地球。而愛神星是第二大的近地小行星,所以相當適合當作會合-舒梅克號的研究目標。

會合-舒梅克號。影像來源:NASA

會合-舒梅克號於1996年2月17日發射升空,原本預計在1999年年初時進入愛神星的軌道,但是機械故障差點就讓會合-舒梅克號失去控制。還好在地面人員的努力之下,成功地讓會合-舒梅克號恢復正常,讓它在千禧年的情人節跟愛神星相會,整個過程是個浪漫的巧合。

會合-舒梅克號成為了第一個進入小行星軌道的探測船,觀測和研究愛神星將近一年的時間。根據會合-舒梅克號的量測,愛神星的長、寬、高大約是34.4、11.2、11.2公里,它的長度相當於台北市到中壢的距離。

舒梅克

會合-舒梅克號原先的名字是會合號(NEAR),當它進入愛神星軌道後,2000年3月14日正式改名為會合-舒梅克號,這是為了紀念1997年7月過世的行星地質學家舒梅克(Eugene Merle Shoemaker)。

舒梅克的博士論文是研究巴林杰隕石坑(Barringer Crater),巴林杰隕石坑一開始被認為是火山口,後來雖然有人認為是隕石撞擊後形成的撞擊坑,但是一直缺乏直接有利的證據。

巴林杰隕石坑是隕石撞擊後留下的痕跡。影像來源:USGS/D. Roddy

舒梅克在巴林杰隕石坑發現斜矽石(coesite),斜矽石是一種撞擊石英。這種石英在原子彈試爆場被發現過,是受到強大的衝擊後才會形成,火山活動的壓力不足以形成撞擊石英,只有小行星撞擊才會產生這樣巨大的衝擊力。舒梅克的發現證明了隕石坑是小行星撞擊造成的,而這些小行星的來源就是近地小行星。

舒梅克一生中最重要著名的研究和發現都和撞擊有關,1993年發現的舒梅克-李維9號彗星(Comet Shoemaker–Levy 9)就是另一個例子,舒梅克是舒梅克-李維9號彗星的共同發現者,這顆著名的彗星在1994年7月撞上木星。舒梅克-李維9號彗星在撞上木星之前,受到木星的潮汐力作用,分裂成至少21塊碎片,這些彗星碎片在一個星期的時間先後撞上木星。木星是氣態行星,所以這些彗星碎片不會在木星上留下隕石坑,不過它們在木星表面留下的撞擊痕跡長達好幾個月之久!

舒梅克-李維九號彗星撞上木星,圖上幾個深棕色的地方就是彗星撞擊後的痕跡。影像來源:NASA

以舒梅克名字命名的會合-舒梅克號,原先的設計並沒有要著陸在愛神星上,但是科學家不希望會合-舒梅克號在燃料用盡後,失控撞上愛神星,讓第一個抵達小行星的探測器成為第一艘墜毀在小行星上的太空船,所以他們試著讓會合-舒梅克號降落在愛神星上。不過愛神星的外型是不規則的,這讓太空船的操控更加困難。地面的控制人員讓會合-舒梅克號慢慢靠近愛神星,2001年2月12日會合-舒梅克號成功降落在愛神星上,成了第一艘降落在小行星上的太空船!

科學家最後一次跟會合-舒梅克號取得聯繫的時間是2001年2月28日,在此之後,會合-舒梅克號就停留在愛神星,永遠與愛神為伴。

撰文:李昫岱(天文學博士,曾經服務於中央研究院天文所及美國伊利諾大學厄巴納-香檳分校,歡迎來「屋頂上的天文學家」臉書部落格,一起航向宇宙,浩瀚無垠!)