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美国国家航空航天局发现,一些小行星被太阳“提前老化”

美国国家航空航天局OSIRIS REx任务的科学家最近了解到,小行星表面再生的速度比地球快得多。通过从OSIRIS REx宇宙飞船拍摄的高分辨率图像中分析小行星本努上的岩石裂缝,研究小组发现,太阳的热量在短短1万至10万年内就使本努的岩石破裂。这些信息将有助于科学家估计像本努这样的小行星上的巨石分解成更小的颗粒需要多长时间,这些颗粒可能会喷射到太空或停留在小行星表面。

法国尼斯蔚蓝海岸大学、CNRS、蔚蓝海岸天文台、拉格朗日实验室的高级科学家Marco Delbo说,数万年听起来可能相当缓慢,但“我们认为小行星表面的再生需要数百万年”,他也是2022年6月发表在《自然地学》上的一篇论文的主要作者。“从地质学角度来看,小行星的老化和风化过程发生得如此之快,我们对此感到惊讶。”

只显示左边只显示右边美国国家航空航天局OSIRIS REx航天器上的PolyCam提供了小行星本努表面的高分辨率、显微镜般的图像。这使得研究人员能够绘制1500多条岩石裂缝的地图。在示例图像上向左滑动,可以看到以红色突出显示的断裂。

尽管山体滑坡、火山爆发和地震会突然改变地球表面,但通常变化是渐进的。水、风和温度的变化缓慢地破坏岩层,在数百万年的时间里创造出新的表面。例如,如果你徒步进入大峡谷,你会看到不同的岩层;最上面的岩层往往是最年轻的岩石,距今约2.7亿年,而峡谷底部的岩层则是最古老的,距今约18亿年。据美国国家公园管理局称,科罗拉多河已经在大峡谷中开凿岩石500万至600万年。

Bennu的快速温度变化会产生内部应力,使岩石破裂,类似于冷玻璃在热水下破裂。本努的太阳每4.3小时升起一次。在赤道,白天的最高气温可达近260华氏度(约127摄氏度),夜间的最低气温骤降至近零下10华氏度(约合零下23摄氏度)。

OSIRIS REx的科学家在首次调查小行星的航天器图像中发现了岩石中的裂缝。Delbo说,裂缝似乎指向同一个方向,“这是一个明显的迹象,表明白天和晚上的温度冲击可能是原因”。

Delbo和他的同事用手测量了OSIRIS REx图像中1500多处骨折的长度和角度:有些比网球拍短,有些比网球场长。他们发现这些裂缝主要沿西北-东南方向排列,这表明它们是由太阳引起的,这是改变本努景观的主要力量。

Delbo说:“如果山体滑坡或撞击移动巨石的速度比巨石破裂的速度快,裂缝就会指向随机的方向。”

科学家们使用计算机模型和裂缝测量来计算热裂缝传播和分裂岩石的10000至100000年时间。

“本努岛上的热裂缝与我们在地球和火星上发现的热裂缝的形成方式非常相似,”该论文的合著者Christophe Matonti说。“令人着迷的是,即使与火星相比,它们也能在非常‘奇异’的物理条件下(低重力,没有大气层)存在并相似。”

马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心的OSIRIS REx项目科学家Jason Dworkin说:“请记住,本努的地形还很年轻,但小行星上的岩石仍然有数十亿年的历史,并保存着关于太阳系起源的宝贵信息。”

OSIRIS REx(起源、光谱解释、资源识别、安全风化层探测器)将于2023年9月24日从本努向地球返回样本。德沃金说:“当我们能够直接研究样本时,我们将能够了解更多关于表面年龄的细节。”

戈达德为OSIRIS REx提供全面的任务管理、系统工程以及安全和任务保证。亚利桑那大学图森分校的Dante Lauretta是首席研究员。该大学领导科学团队和任务的科学观测规划和数据处理。位于科罗拉多州利特尔顿的洛克希德•马丁航天公司建造了这艘航天器,并提供飞行操作。Goddard和KinetX Aerospace负责OSIRIS REx航天器的导航。OSIRIS REx是美国国家航空航天局新前沿计划中的第三个任务,由位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国国家航空宇航局马歇尔太空飞行中心为该机构的华盛顿科学任务局管理。


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