当美国宇航局的OSIRIS-REx航天器在2020年从小行星Bennu的表面收集样本时，相互作用期间测量的力为科学家们提供了一个对碎石堆小行星的近地表物理特性知之甚少的直接测试。现在，西南研究院领导的一项研究指出，小行星表面下方的岩层由结合较弱的岩石碎片组成，其中的空隙是整个小行星的两倍。
SwRI的凯文·沃尔什博士说:“像本努这样的碎石堆小行星的低重力削弱了它的近地表，因为它没有压缩上层，最小化了粒子凝聚力的影响。”他是发表在《科学进展》杂志上的一篇关于这项研究的论文的主要作者。“我们得出的结论是，低密度、弱结合的次表层应该是Bennu的一个全局属性，而不仅仅局限于接触点。”
“Bennu”是由直径1700英尺的岩石碎片和碎片组成的球形集合，由重力聚集在一起，这与“碎石堆小行星”的名称相符。它被认为是由一个更大的主小行星带物体碰撞后形成的。岩石散落在布满陨石坑的表面，这表明它自从数百万或数十亿年前从比它大得多的母小行星中分离出来以来，一直是一个混乱的存在。
奥西里斯-雷克斯(OSIRIS-REx，起源、光谱解释、资源识别和安全-风化层探测器)任务的目标是从本努收集并返回至少60克的地表物质，并在2023年将其交付地球。样本收集活动提供了额外的见解。
沃尔什说，参与OSIRIS-REx任务的研究人员目前已经测量了Bennu的热特性和陨石坑，以估计碎石堆小行星的离散粒子的强度和孔隙度。迄今为止，小行星表面控制和影响长期演化的粒子(或风化层)的集合尚未被直接探索。
在采样事件之前、期间和之后，OSIRIS-REx相机套件的样本采集验证相机(SamCam)在触摸和移动样本采集机构(TAGSAM)机械臂上捕获图像。
约翰霍普金斯大学应用物理实验室的合著者Ron Ballouz博士说:“SamCam捕捉到的接触瞬间的图像显示，接触在取样地点造成了相当大的干扰。”“在TAGSAM的圆周上，几乎每一个可见粒子都在移动或重新定向，半径达15英寸。”
这些萨姆相机的图像显示，TAGSAM的向下力量抬升了一块近16英寸的岩石。虽然岩石坚固到足以承受破碎，但它被重新定位，小碎片从表面脱落。在相对较弱的力作用下，这些毫米级颗粒的流动性表明与较大岩石表面的粘性最小。
科学家们的理论是，平均风化层颗粒尺寸随着小行星尺寸的减小而增加，因为较大的物体由于较高的表面重力而保留较小的物质。研究小组随后将Bennu与类似的碎石堆小行星进行了比较。
沃尔什说:“我们发现了本努岛和龙宫岛粗糙的卵石覆盖表面与系川岛之间的一种二分法，在它20%的表面上有小颗粒形成的池塘。”“这可能有几种解释，包括后者的近地表已经压缩到足以阻止这些微粒渗透到内部，或者也许颗粒沉积物是最近身体破坏性重组揭示的次表层。”
沃尔什在《科学》(Science)杂志上与人合著的一篇论文描述了TAGSAM臂在采集样本时挖出的30英尺长的椭圆陨石坑。这一事件将岩石和灰尘聚集成碎片羽状，暴露出的物质比原始表面颜色更深、颜色更红、细颗粒物更丰富。被置换的地下物质的体积密度大约是小行星整体的一半。
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更多信息: 凯文J.沃尔什等人，接近零的凝聚力和松散的包装本努近地表的航天器接触揭示， 科学的进步(2022)。DOI: 10.1126 / sciadv.abm6229
D. S. Lauretta等人，航天器样本收集和小行星(101955)Bennu地下挖掘，科学(2022)。DOI: 10.1126 / science.abm1018
所提供的 西南研究所
引用:这项研究提供了关于小行星Bennu(2022, 7月7日)的表面和结构的新见解
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