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小行降矢舞星的伤疤讲述了它的过去

天文学与空间 2022-04-23 00:01:45

亚利桑那大学 这张图片显示了小行星贝努鸟的四个视图以及相应的全球镶嵌图

这些照片拍摄于12月16日

2018年2月2日,由OSIRIS-REx航天器的PolyCam相机拍摄,该相机是UArizona科学家和工程师设计的OCAMS仪器套件的一部分

学分:美国宇航局/戈达德/亚利桑那大学 通过研究小行星贝努鸟表面的撞击痕迹——美国宇航局奥西里斯-雷克斯任务的目标——由亚利桑那大学领导的一组研究人员揭示了小行星的过去,并揭示了尽管贝努鸟形成于数亿年前,但直到最近才漫步到地球附近

发表在《自然》杂志上的这项研究为理解小行星的演变提供了一个新的基准,为深入了解对航天器有害的空间碎片群体提供了见解,并增强了科学家对太阳系的了解

研究人员使用了在为期两年的勘测阶段拍摄的图像和基于激光的测量结果,在勘测阶段,面包车大小的OSIRIS-REx航天器绕着B ennu轨道运行,并打破了作为绕着小天体运行的最小航天器的记录

在10月10日美国天文学会行星科学分部会议的开幕日发表

根据作者的说法,这篇论文详细介绍了自50年前阿波罗登月以来,首次对无空气行星表面的单个巨石上的撞击坑进行的观测和测量

该出版物是在美国国家航空航天局亚利桑那大学领导的OSIRIS-REx任务的一个重要里程碑之后几天发布的

10月10日

20日,宇宙飞船成功降落到小行星贝努鸟上,从散落在巨石上的表面采集样本——这是美国宇航局的第一次

该样本现已成功装载,并将于2023年返回地球进行研究,届时它可以让科学家深入了解我们太阳系形成的最早阶段

岩石上的撞击坑讲述了一个故事 尽管地球每天被投掷超过100吨的空间碎片,但几乎不可能发现被小物体高速撞击留下凹痕的岩石表面

由于我们的大气层,我们可以享受任何小于几米的天体作为流星,而不必担心被本质上相当于来自外太空的子弹击中

然而,缺乏这样一层保护层的行星体,承受着永久宇宙弹幕的全部冲击,而且它们有伤疤可以显示出来

奥西里斯-雷克斯飞船在两年的调查活动中拍摄的高分辨率图像使研究人员能够研究贝努鸟巨石上直径从一厘米到一米的微小陨石坑

研究小组发现,平均而言,1米(3英尺)或更大的巨石会被1到60个坑留下疤痕——这些坑被大小从几毫米到几十厘米的空间碎片撞击

该论文的主要作者罗纳德·巴卢兹说:“我很惊讶在贝努鸟表面看到这些特征。”罗纳德·巴卢兹是澳大利亚月球和行星实验室的博士后研究员,也是奥西里斯-雷克斯风化层开发工作组的科学家

“这些岩石通过它们随时间积累的陨石坑讲述了它们的历史

自从宇航员在月球上行走以来,我们还没有观察到这样的情况

" 巴卢兹于上世纪90年代在黎巴嫩内战后的贝鲁特长大,对他来说,岩石表面布满小陨石坑的图像唤起了他童年的记忆,那是在饱受战争蹂躏的祖国建造布满弹孔的墙壁

这张贝努鸟表面巨石的合成图像显示了小行星的一个古老陨石坑的层叠边缘,该陨石坑起源于贝努鸟居住在小行星带的时候

该图像结合了来自OSIRIS-REx的照片和由OSIRIS-REx激光高度计仪器构建的重建形状模型

重叠的颜色突出了巨石的地形(较暖的颜色代表较高的海拔)

学分:亚利桑那大学/约翰霍普金斯大学/约克大学 “在我长大的地方,建筑上到处都是弹孔,我从来没有想过,”他说

“这只是生活的现实

所以,当我看到来自小行星的图像时,我非常好奇,我立刻想到这些一定是撞击特征

" 巴卢兹和他的团队所做的观测填补了以前基于对月球撞击的大于几厘米的空间碎片研究和基于对进入地球大气层的流星和对航天器撞击的观测的小于几毫米的物体研究之间的空白

“在贝努鸟巨石上形成陨石坑的物体属于这个我们并不太了解的范围,”巴卢兹说,并补充说,这个尺寸范围内的岩石是一个重要的研究领域,主要是因为它们对环绕地球轨道的航天器构成了危险

“从一个毫米到厘米大小的物体以每小时45000英里的速度撞击是危险的

" 巴卢兹和他的团队开发了一种技术,通过远程观察巨石表面的陨石坑来量化固体物体的强度,这是一种数学公式,允许研究人员计算给定大小和强度的巨石在被打碎之前可以承受的最大撞击能量

换句话说,今天在贝努鸟发现的陨石坑分布记录了小行星在其整个历史中经历的撞击事件的频率、大小和速度

“这个想法其实很简单,”巴卢兹说,他用一座暴露在炮火下的建筑来类比小行星上的巨石

“我们会问,‘在城墙瓦解之前,你能在城墙上制造的最大弹坑是什么?’根据对多个大小相同但坑大小不同的墙的观察,你可以对墙的强度有所了解

" 巴卢兹说,小行星或其他无空气物体上的巨石也是如此。他补充说,这种方法可以用于宇航员或航天器未来可能访问的任何其他小行星或无空气物体

他解释说:“如果一块巨石被比某个物体更大的东西击中,并留下一定的尺寸,它就会消失。”

换句话说,在贝努鸟持续存在的巨石的大小分布是其地质历史的无声见证

地球邻居的新来者 将这项技术应用到大小不等的巨石上,从鹅卵石到停车场,研究人员能够推断出巨石所暴露的撞击物的大小和类型,以及持续时间

作者得出结论,贝努鸟巨石上最大的陨石坑是贝努鸟居住在小行星带时形成的,那里的撞击速度低于近地环境,但更频繁,往往接近巨石所能承受的极限

另一方面,较小的环形山是最近才发现的,在贝努鸟时期的近地空间,撞击速度较高,但潜在的破坏性撞击物不太常见

基于这些计算,作者确定贝努鸟是地球邻居中相对较新的一个

虽然它被认为是在1亿多年前形成于主小行星带,但据估计它被踢出小行星带,只迁移到了现在的领地1

7500万年前

研究人员还将研究结果扩展到其他近地物体,即近地物体,他们认为这些物体可能来自小行星类的母体,这些小行星大多是岩石,几乎没有冰,而不是彗星,彗星的冰比岩石多

巴卢兹说,虽然理论模型表明小行星带是近地天体的聚集地,但除了落到地球上并被收集的陨石之外,没有观测证据表明它们的来源

巴卢兹说,有了这些数据,研究人员就可以验证他们的近地天体来源模型,并了解这些天体有多坚固——这是未来任何针对小行星的研究、资源提取或保护地球免受撞击的潜在任务的关键信息

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