即使是相对较小的小行星也可以拥有令人惊讶的丰富历史。NASA的Lucy航天器最近揭示小行星Donaldjohanson是一个摇摆的花生形物体，受到碰撞、阳光以及很久以前与液态水的短暂接触的影响。该小行星大约在1.55亿年前形成，当时来自一次猛烈碰撞的碎片逐渐聚集在一起。从那时起，由阳光产生的微弱但持续的力量改变了它的旋转，同时古老水的痕迹仍然保存在其岩石表面。2025年4月20日，Lucy在前往一组木星特洛伊小行星的途中，经过Donaldjohanson的650英里处。在掠过期间，航天器捕捉到了首批特写图像并收集了详细的科学测量。这些观测结果揭示了一个其旋转方式不如科学家预期的简单的小行星。Lucy还提供了Donaldjohanson不寻常形状的详细视图，以及一些坑洞、山脊和其他表面特征，帮助讲述它的演变故事。 Lucy的小行星掠过揭示了不寻常的旋转。这次接触为Lucy未来访问特洛伊小行星提供了一个试运行，首站是2027年8月12日掠过Eurybates。在测试航天器系统和任务操作的同时，科学家们获得了研究一个之前未被探索的小行星的宝贵机会，并将其与通过样本返回任务近距离检查的两个小行星Bennu和Ryugu进行比较。研究人员在6月18日的《科学》杂志上报告了他们的发现。在Lucy到达之前，天文学家从地球上研究Donaldjohanson时注意到小行星亮度中重复的模式。这些观测结果表明，它是一个细长的物体，每10.5个地球日完成一次旋转。航天器的特写测量揭示了一个更复杂的现实。Donaldjohanson并不是像大多数小行星和行星那样围绕一个单一轴旋转，而更像是一个摇摆的陀螺。科学家发现它每10.5天转动一次，而同时它围绕其长轴前后摇摆，每26.5天摇动一次。花生形小行星源于古老的碰撞。基于地球的观测已经暗示Donaldjohanson是细长的，但Lucy显示该小行星实际上由两个连接的部分组成，通过一条狭窄的颈部相连。科学家将这种结构类型描述为双叶结构。它可能是在早期碰撞产生的两个碎片相互漂移并在自身重力作用下合并时形成的。研究人员估计，形成后，该小行星旋转的速度至少比现在快十倍。然而，在过去的2000万到6000万年中，这种旋转逐渐放慢。随着旋转速率的降低，离心力与重力之间的平衡发生变化。松散的岩石和碎屑沿斜坡移动，重塑了表面的部分，并导致了Lucy图像中许多坑洞的柔和外观。团队认为这种减速是由YORP效应造成的，这是一种由阳光驱动的微妙过程。当阳光加热小行星时，表面以红外辐射的形式释放能量。尽管由此产生的反作用力极小，但在数百万年的时间里，它是持续作用的。由于Donaldjohanson的形状不均匀，这些微小的力量并没有完全抵消，而是创造了一种扭转效应，逐渐改变了该小行星的旋转。同样的过程可以减慢或加快小行星的旋转。Bennu每四小时旋转一次，而Ryugu大约每七小时旋转一次，可能在遥远的过去的旋转速度要慢得多，然后YORP将它们加速。Donaldjohanson上古老水的证据。当Lucy以约30000英里每小时的速度掠过Donaldjohanson时，其仪器检测到小行星表面的富铁粘土矿物。这些矿物只有在液态水存在的情况下才能形成。然而，科学家认为水的接触时间相对较短。随着时间的推移，长期与水的相互作用往往会用镁等其他元素取代粘土矿物中的铁。由于Donaldjohanson上的粘土仍然富含铁，研究人员得出结论，液态水只在有限的时间内存在。对于Bennu和Ryugu的情况似乎有所不同。这两个小行星均含有富镁粘土，表明它们经历了更长时间的水接触，可能在它们仍处于较大母体的一部分时，长达数百万年。这些差异可能表明，母小行星在不同时间或太阳系的不同区域形成，然后最终移动到主小行星带。比较Donaldjohanson、Bennu和Ryugu，科学家认为Donaldjohanson起源于一个丰富有碳和水的较大小行星的岩石残骸，该小行星在主小行星带内的碰撞中被打碎。