NASA的Osiris-REX任务发现了小行星Bennu表面古代水流的证据。(Osiris-REX任务是NASA在年发射的一个执行小行星样本采集并返回地球的任务,并与年成功在小行星BENNU上登陆)(Bennu于年发现,并且距离地球非常近,也是目前被列为危险名单中的其中一颗小行星,预计Bennu在之前有倍的几率会撞击地球)
在过去执行任务的两年中,登陆船发回了很多关于Bennu的清晰照片和数据有助于研究人员进一步揭示其秘密,并且绘制了小行星表面的地图。颜色和反照率(亮度)的变化提供了对小行星“皮肤”的洞察,也揭示了它是如何随时间变化的。
蓝色对应很少的吸收,红色对应更深的吸目前计划于10月20日进行小行星表面的样本采集工作,并与年将这些样本带回地球,它不仅将揭示经过我们星球附近的小行星的洞察力,而且还将一瞥太阳形成后的前一千万年。
新的研究揭示了Bannu巨砾中的碳酸岩矿脉,以及遍布其表面的有机矿物迹象。研究发现小行星表面岩石成分的多样性,小行星的引力,小行星体不平衡的菱形结构表明,Bennu是在两个母小行星碰撞后形成的。
航天器在空中拍摄到一个岩石的碳酸盐在建造行星的过程当中,早期的太阳系也产生了许多小碎片,这些碎片永远不会成为一个世界。这些剩余的碎片中有许多相同的行星积木的特征,只是没有完全拼接成为成品。其中许多漂流到小行星带上,尽管有些在早期被抛回地球,在当时干燥的行星表面沉积水。
研究人员告诉我们:因为它从小行星带迁移到了一个穿越地球的轨道上,本努是一个很好的例子,说明了物质是如何从太阳系更远的地方运到早期地球的,Bennu上广泛存在的碳酸盐/有机物/水合矿物的证据支持了这样一种观点,就是说小行星和彗星可能为地球和其他行星带来了生命所需的组成部分。
在过去的两年里,奥西里斯·雷克斯收集了足够的本努照片来绘制小行星表面的地图。颜色和反照率(亮度)的变化提供了对小行星“皮肤”的洞察,也揭示了它是如何随时间变化的。
Bennu被认为是一颗碎石堆积的小行星,在有东西撞击到它原来的母体后,引力作用下凝聚在一起。通过比较巨砾和陨石坑在颜色和反照率上的差异,研究人员能够确定这颗小行星是由两个截然不同的巨石群组成的。
出现这些独立种群的主要假设是,最初的小行星包含几个独立的区域,它们经历了不同的地质作用。当Bennu在撞击后聚集在一起时,它收集了至少两个区域的物质太空网.
Osiris-REX还发现了几块小巨石,其成分在许多方面与小行星灶神星(小行星带中的第二大天体)相似。这些巨石可能会让我们深入了解粉碎Bennu母体的物体。研究人员认为这些岩石来自灶神星的碎片,它与Bennu的母体相撞,也在Bennu形成时被继承。
疑似灶神星的碎片另外,Bennu还拥有数量非常多的的富碳材料,包括碳酸盐和有机材料。碳酸盐是无机矿物,而有机物含有更复杂形式的碳。绘制Bennu反射光的波长可以提供有关其组成的线索。先前的观测已经揭示了小行星表面存在水合层状硅酸盐或黏土。现在,新的研究表明有机和碳酸盐物质覆盖了Bennu的外表。
研究人员说:“Bennu携带着各种各样的信号,这些信号可能是成分变化、风化差异、年龄差异、各种粒径或所有这些因素的某种组合的结果。虽然一颗小行星的全球光谱可能显示出一个主要特征,但所有小行星的表面也可能存在变异”。这或许可以解释为什么与Bennu有关的复杂的C型小行星具有多样的特征,真正的测试将是分析返回的Bennu样本,并观察粒子的变化情况。
另一组研究人员利用热红外数据研究了Bennu巨砾的物理特性,以确定它们的表面粗糙度和热惯性(测量物体温度变化的速度),这两项都被用作行星表面物理特性的代表。
研究人员发现,Bennu的巨石可以根据强度分为两类。这些巨石中最弱的一颗不太可能在坠落地球大气层中幸存下来,这意味着任何一颗被抛向地球的陨石都将永远无法幸存下来到达地面。与C型小行星相比,这些脆弱的巨砾具有低反射率和蜂窝状结构,以及较低的热惯性。
较坚硬的巨砾反射性更强,有棱角,裂缝中有富水矿物的迹象。尽管这些巨砾的热导率也比类似陨石低,但它们的数量接近实验室中CM型小行星的测量值。
研究人员得出的结论是,其他近地天体可能含有与在Bennu发现的类似的巨砾,而不是更小、细粒度的表土。他们还怀疑,Osiris-REX采集并返回地球的材料样本中,会有巨石碎片,否则在大气中坠落时无法幸存。
地形图,绿色为矿物辉石,两极没有数据地图还显示,Bennu的表面正在以令人惊讶的方式风化。暴露在太阳和微陨石雨中的带电粒子会对太空岩石产生重要影响。在月球和其他小行星上,研究人员发现它们的撞击会使表面变暗,使其反射波长更长的阳光。但是bennu做了一件意想不到的事。相反,随着时间的推移,这颗小行星变得越来越亮,它的岩石反射的光波长更短。研究人员告诉我们:Bennu的某些东西与我们观察到的其他行星表面大不相同。
在太阳系的早期,当它还不到几百万年的时候,来自放射性元素的热量融化了水冰,使它能够与母体的岩石相互作用并改变它。这些元素的迅速衰变意味着这种变化必须发生在碰撞之前,那次碰撞摧毁了Bennu的母体。
这些水很可能在Bennu的一些巨石中形成了矿物带。同样研究人员也在陨石中发现过类似的矿脉,但它们的长度和宽度从微米到毫米不等,而Bennu的矿脉宽度为3至15厘米,长的有1.5米。所以从数据看,Bennu上的矿脉比我们现有的任何陨石都要大得多。
航天器任务采集地虽然Osiris-REX没有在南丁格尔发现任何含矿脉的巨砾,但这不排除存在更小、富含碳酸盐的碎片的可能性。主要还是看返回地球的物质中有碳酸盐的证据。
Bennu与CM和CI陨石有一些共同的成分特征,但研究人员发现,断裂处的主要物质与已知的陨石不同。从远处观察Bennu可能会发现不同于单个陨石中捕捉到的特征。这是考察一座山还是那座山上的一块巨石的区别;Bennu在看着像山,而陨石更像是单个的巨石。
Bennu的碎石堆形成了一个顶部形状。当物质在引力作用下聚集在一起时,它开始旋转。由此产生的小行星在中间隆起,在两极变薄。Bennu在北半球也有四条明显的脊,从北向南延伸。
除了绘制表面,Osiris-REX任务的科学家们还能够创建一个分辨率为20厘米(8英寸)的Bennu三维模型。其中两个山脊被发现穿过赤道延伸到南部高纬度地区,四个山脊的一部分位于南部。在南部地区,物质覆盖着山脊,肉眼看不见它们。
北部和南部地区也有不同的低反照率区。在赤道以南,大范围的暗特征出现在倾斜的南部帽和平坦的赤道区域之间的过渡处。在北部地貌中,此类区域较少,且大多数与分散的物质有关,即岩石滑坡或瀑布。
消失的山脊可能表明Bennu的历史上发生了楔状旋转破坏。当纺纱材料倒塌时,构成山脊的材料基本上保持完整,拒绝破碎。它们的形成将导致地形变化,进一步阻碍破坏,发生在小行星最初碰撞后重新聚集或在其生命周期的后期。在南半球,巨大的巨砾阻止了物质的扩散,而在北半球,它们的相对贫乏使得这些物质能够移动并露出山脊。
在去年,研究人员宣布Bennu正在将其表面的灰尘吹走。研究人员利用这种被吹出的物质和飞船本身,来跟踪Bennu的重力。通过模拟两者感受引力的方式,研究人员能够间接探测小行星的内部。尘埃和岩石卫星显示,Bennu内部有各种各样的物质,根据它们与小行星表面的关系,它们对轨道物体的牵引力不同。赤道和中心的区域比两极的物质密度小。
此前,研究人员认为赤道隆起可能是其旋转的结果,因为物质向赤道迁移并在那里定居。引力观测证实了这一点。它还表明,迁移的物质比周围的物质更多孔,即使有更多的物质沉淀下来,也会造成较低的密度。
这颗小行星的中心也是低密度的,此前有人认为它的形成是它快速旋转4.3小时的结果。研究人员将今天的本努的旋转速度与将其从一堆瓦砾变成小行星所需的旋转速度进行比较,确定这个密度低于预期的中心可能是在小行星生命早期形成的。隆起区和低密度区的大小,都与本努生活在主带时的一个快速旋转时期相一致,与赤道脊的近期起源形成对比。
Bennu的质量分布,基于对测量的重力场的分析,既有当前活跃过程的特征,也有古代事件的特征。