火星特洛伊可能是火星自身分解形成的

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火星特洛伊群是和火星公用同一轨道的小行星群，至今仍未确定火星特洛伊群是如何产生的。而最近研究表明，火星特洛伊可能是由火星本身分解而来。

火星特洛伊的来历是内太阳系最大的谜团之一：火星，一颗只是地球质量十分之一的行星，是如何捕获它的特洛伊小行星群的呢？

特洛伊小行星群与行星共存于一个轨道，有可能分布在行星前面的L4拉格朗日点或在行星后面的L5拉格朗日点。物体在这两个点上是稳定的，因为行星的引力可以平衡太阳的引力。木星，天王星，海王星，金星和火星周围都发现了特洛伊小行星。 （目前只有一个特洛伊小行星（2010 TK7）被发现与地球有关，尽管目标为小行星本努（101955）的源光谱释义资源安全风化层辨认探测器（Osiris-REX）目前正在追捕更多的特洛伊小行星。）

许多研究暗示了位于火星轨道之外的小行星带，应该会成为火星特洛伊的来源。现在，一篇刊登在7.17自然天文杂志上的论文指出了火星特洛伊新的可能来源：火星本身。

研究人员使用了在夏威夷莫纳克亚山上的NASA红外望远镜设施，来观察两颗火星特洛伊小行星的光谱：311999 2007 NS2和385250 2001 DH47。这些小行星的反射光谱显示出1微米波长段附近的明显吸收带，表明小行星上有橄榄石的存在。橄榄石是一种在小行星中罕见的矿物，但在火星的地壳中却很常见。

大卫·波利舒克（以色列魏兹曼科学研究所）说：“这样的小行星在主小行星带中是非常罕见的（0.4％）。 “因此，火星能够捕获的少数小行星中能包含富含橄榄石的小行星概率是微乎其微的。”但绕火星探测器，火星车，以及很多落在地球上的火星陨石表明，火星本身提供充足的橄榄石。

5261 Eureka（尤里卡）是典型的火星特洛伊小行星，并且其橄榄石含量也非常丰富。在9个已知的特洛伊小行星中，有7个属于一个小行星群，在这个小行星群中最大的小行星就是尤里卡，在火星轨道的L5点跟随火星运行。5261尤里卡是由大卫·利维和亨利·霍尔特在1990年发现的。以前的研究估计5261尤里卡的年龄约为10亿岁。 集群中的相关小行星可能通过Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack（YORP）效应从尤里卡本体中脱离：数百万年来，太阳的加热使尤里卡自转速度增加，现在它的自旋速度是每2.7小时一次。

追踪橄榄石

橄榄石是一系列具有铁磁性的硅化矿石的名字，在地幔岩中非常常见，在地表会快速分解。到现在为止，橄榄石在地球，火星，月球，以及小行星维斯塔的莱亚西维亚地区被发现。

Nili Fossae是火星上科学家非常感兴趣并想进一步探索的一片区域。它曾经是好奇号的一个潜在着陆地点，并且也在2020年火星车的探索范围内。

NASA的勇气号也在2004年检查大型岩石Adirondack时检测到大量的橄榄石。

但如果火星特洛伊上的橄榄石表明这些小行星来自火星表面的话，这趟行程可不容易。虽然撞击可以很容易地让小行星表面抛射出碎片（这也可以解释为什么火星陨石会出现在地球上），但要将这些碎片移动到火星轨道上一个稳定的点需要大幅度的轨道能量变化。波利舒克的团队进行了模拟，结果表明造成这种变化的一种可能的方式就是火星的轨道在成为今天我们所看到的样子之前经历过一次“跳跃”。

波利舒克解释说：“我们认为，火星轨道的变化是对原行星和微行星的行星形成最终阶段中引力散射事件的反应。”

一个类似的被称为“大迁徙假说(Grand Tack theory）”的行星形成理论认为，诸如木星和土星等更大的行星也是从跳出的轨道迁移到现在的轨道上。

未来研究

波利舒克和同事指出，5261 Eureka和它的朋友将成为未来的样本返回任务的具有吸引力的目标。 这是因为它需要相对较低的速度改变量（改变和匹配轨道所需的能量）就能到达火星特洛伊。 俄罗斯曾失败的Phobos-Grunt任务也想利用低能耗的样本返回去探索两颗火星的卫星Phobos和Deimos。 与此同时，NASA计划在2021年发射Lucy，完成首次设立的前往多颗木星特洛伊小行星的任务。

波利舒克和同事指出，5261 Eureka和它的朋友将成为未来的样本返回任务的具有吸引力的目标。 这是因为它需要相对较低的速度改变量（改变和匹配轨道所需的能量）就能到达火星特洛伊。 俄罗斯曾失败的Phobos-Grunt任务也想利用低能耗的样本返回去探索两颗火星的卫星Phobos和Deimos。 与此同时，NASA计划在2021年发射Lucy，完成首次设立的前往多颗木星特洛伊小行星的任务。

作者： David Dickinson

翻译：陈艳玲

校译：陆寅枫

编排：陈艳玲

责任编辑：解仁江

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