戏剧性的采样显示小行星本奴不像科学家预期的任何东西

By Tereza Pultarova 

2022/7/10

Science & Astronomy

 “表面是柔软的，像一个液体一样流开”。

(

被美国宇航局奥西里斯勒克斯（OSIRIS-REx）探测器着陆从小行星本奴的表面甩出的大量砾石和泥土. (Image credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/CI Lab/Jonathan North)

美国宇航局的奥西里西勒克斯（OSIRIS-REx）使命当它在2020年10月降落在小行星本奴上来收集珍贵样本带回地球时释放了一个意想不到的爆炸。

使命科学家在两项新的研究中已经描述了这个戏剧性的样本回收，这导致关于小行星性质的惊人发现。结果不仅有趣：研究人员说对一个1640英尺宽（500米）的本奴（已知最危险的近地小行星之一）从来威胁撞击地球的一个可能的未来偏转使命这些发现可能有影响。

亚利桑那大学行星科学家奥西里斯勒克斯的首席研究员丹特劳莱塔告诉空间网站， “我们预计表面会相当坚硬，有点像如果你降落在一个砾石堆上：一点点尘埃飞走一些粒子跳起来一样”。

他继续说道，“但随我们在事件结束后带回图像时，我们惊呆了，我们看到一堵巨大的碎片墙从样品侧飞开。对航天器操作者，这真的很可怕”。

撞击后果是如此出乎意料以至于两项研究之一的主要作者劳雷塔呼吁航天器重新访问该区域来了解发生了什么。样本收集六个月后，即2021年4月，研究人员再次瞥见了奥西里斯勒克斯着陆点。当航天器首次抵达本奴时，叫夜莺的地点坐落在一个65英尺宽（20米）的撞击坑内。着陆后，使命科学家在表面发现了一个全新的26英尺宽（8米）的间隙洞，在现场周围散落着瓦砾和巨石。

这是一个令人惊讶的大疤痕，科学家们已经希望挖出与样本收集器本身一样宽12英寸（30厘米）的宽度。劳雷塔说“但我们沉下了，显然没有任何抵抗。表面是柔软的，像一个液体一样流开”。

探测器沉入深达30英寸（70厘米），露出与小行星表面不同原始物质，这些物质没有被宇宙射线和太阳风的稳定打击改变，太阳风是来自太阳的高能粒子流。

从这次重访期间获得的测量结果，劳雷塔的团队计算出表面物质的密度仅为每立方英尺约31至44磅（每立方米500至700公斤）。劳雷塔说，相比之下，一个“典型的地球岩石”有一个大约更高六倍的密度，更像是每立方米每立方英尺190磅（3000公斤）。

第二项基于撞击期间施加在探头上的力的测量研究实了这些数字。

从小行星本奴表面甩出的碎片 (Image credit: NASA/Goddard/University of Arizona/Lockheed Martin)

科罗拉多州西南研究所的地质学家第二项研究的主要作者凯文沃尔什告诉太空网站， “[表面]巨石是非常多孔的，它们之间有很多空隙，我们预计小而细的颗粒和尘埃会粘附在大巨石上，填补空隙空间并起一种胶水的作用来提供一些强度，这将允许表面能够更多地推回航天器。但它不在那里”。

本奴的柔软蓬松的性质可能复杂化未来可能的偏转尝试，如果天文学家确定岩石有可能撞击地球的话。在一个1640英尺宽，由本奴的一个打击将对我们这个星球造成整个大陆的破坏。尽管美国宇航局估计在2175年至2199年间碰撞的几率为1/2700，但本奴仍然是目前已知的最危险的小行星之一。

此外，科学家假定许多小行星炫耀一个类似的“瓦砾堆”结构：基本上是岩石、砾石和泥土的聚集体，被弱引力把持在一起。本奴的采样实验表明，几乎不可能预测这样的一个瓦砾堆如何应对一个撞击。

沃尔什说，“着陆确实提供真的将某些东西压入表面的第一次体验，如果我们从来实际的试图偏转某些像这样的东西，我们会需要知道表面是像什么一样，这样它不只吸收冲击力”。

劳雷塔补充说，与本奴的蓝色表面相比，地下物质看起来更红，这暗示宇宙射线和其他形式的太空天气侵蚀了暴露的太空岩石。微红色的色调暗示有机分子如碳氢化合物可能存在于小行星内部，这引起了试图了解地球上生命起源的研究人员的极大兴趣。

科学家们将不得不等到奥西里斯勒克斯计划于2023年9月交付才能获得他们手头这种珍贵的物质。劳雷塔说，在戏剧性的采样尝试期间探测器收集了近9盎司（250克）的小行星尘埃，这比团队已经希望的要少一些，但仍然比他们进行分析所需的多四倍。

奥西里斯勒克斯使命最近被延长，在航天器明年在地球上放下货物后，它将前往另一颗高风险小行星阿波菲斯，它将在2029年访问。

结果在周四（7月7日）发表在科学Science and 科学进展Science Advances期刊上的论文中被描述。