NASA OSIRIS-REx任务的科学家最近了解到,小行星表面再生的速度要比地球快得多。通过分析OSIRIS-REx航天器拍摄的高分辨率图像,研究团队发现,太阳的热量在短短1万到10万年内就将小行星贝努上的岩石断裂。这些信息将有助于科学家估计像贝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中,也可能留在小行星表面。

数万年听起来可能相当缓慢,但“我们认为小行星表面再生需要数百万年,”马尔科·德尔博说,他是法国蔚蓝海岸大学、法国国家科研中心、法国蔚蓝海岸天文台、实验室的高级科学家,也是2022年6月在《自然地球科学》上发表的一篇论文的主要作者。“我们惊讶地获悉,从地质学角度讲,小行星的老化和风化过程发生得如此之快。”



NASA OSIRIS-REx航天器上的PolyCam提供了小行星贝努表面的高分辨率、类似显微镜的图像。这使研究人员能够绘制出1,500多处岩石裂缝。在示例图像上以红色高亮显示的岩石裂缝。
影像来源:美国宇航局/戈达德/亚利桑那大学

虽然山体滑坡、火山和地震会突然改变地球表面,但通常变化是渐进的。水、风和温度的变化会慢慢分解岩层,在数百万年的时间里创造出新的表面。例如,如果您要徒步进入大峡谷,你会看到不同的岩层;最上面的岩层往往是最年轻的岩石,大约有2.7亿年的历史,而峡谷底部的岩层是最古老的,大约有18亿年的历史。根据美国国家公园管理局的数据,科罗拉多河已经在大峡谷中侵蚀岩石500万至600万年的历史。

贝努上的快速温度变化会产生内部应力,使岩石破裂并分解,就像冷玻璃在热水下破裂一样。贝努的太阳每4.3小时升起一次。在赤道,白天的最高温度可以达到260华氏度(约127摄氏度),夜间的最低温度则下降到零下10华氏度(约零下23摄氏度)。

OSIRIS-REx的科学家在首次对该小行星进行勘测的航天器图像中发现了岩石中的裂缝。这些裂缝似乎指向同一个方向,“这是一个明显的信号,表明昼夜之间的温度冲击可能是原因。”德尔博说。

德尔博和他的同事用手测量了OSIRIS-REx照片中1,500多处裂缝的长度和角度:一些比网球拍短,另一些比网球场长。他们发现这些断裂主要沿西北-东南方向排列,表明它们是由太阳所造成,这里显示的太阳是改变贝努地貌的主要力量。

“如果山体滑坡或撞击使巨石移动的速度快于巨石开裂的速度,那么裂缝将指向随机方向。”德尔博说。

科学家们利用计算机模型和他们的裂缝测量数据,计算出热裂缝传播和分裂岩石的时间范围为1万至10万年。

“就其形成方式而言,贝努上的热裂缝与我们在地球和火星上发现的非常相似,”克里斯托夫·马坦蒂说,他是位于法国瓦尔邦讷市索菲亚-安提波利斯蔚蓝海岸大学、法国国家科研中心、法国蔚蓝海岸天文台、实验室的高级科学家,也是论文的共同作者。“令人着迷的是,它们可以在非常‘奇异’的物理条件下(低重力,没有大气层)存在,甚至与火星相比都很相似。”

“请记住,贝努的地形很年轻,但小行星上的岩石仍然有数十亿年的历史,并拥有关于太阳系起源的宝贵信息。”位于马里兰州绿带的NASA戈达德航天飞行中心的欧西里斯·雷克斯项目科学家杰森·德沃金说。

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日从贝努返回地球。“当我们能够直接研究样本时,我们将能够了解更多关于小行星表面年龄的细节。”德沃金说。

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但丁·劳雷塔是首席研究员。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该航天器并提供飞行操作。戈达德和KinetX航空航天公司负责导航OSIRIS-REx航天器。OSIRIS-REx是NASA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NASA马歇尔航天飞行中心为该机构的华盛顿科学任务理事会管理。

参考来源:
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/some-asteroids-aged-early-by-sun-nasa-finds

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