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小行星Ryugu和Bennu是由大型小行星的破坏而形成的

  • 科学
  • 2020-06-02 11:29:24
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NASA首次执行小行星样本返回任务OSIRIS-REx的科学家们对小行星Bennu的富含碳的材料和标志性的“自旋顶”形状有了新的认识。由亚利桑那大学领导的研究小组发现,小行星的形状和水合水平为该小行星和其他小行星的起源和历史提供了线索。

OSIRIS-REx任务的目标小行星Bennu和日本航空航天局的Hayabusa2小行星样本返回任务的目标Ryugu由与其他物体碰撞后破碎的较大物体的碎片组成。小碎片重新聚集形成聚集体。Bennu和Ryugu可能实际上是通过相同的原始破碎母体形成的。现在,科学家们正在寻找发现导致这些小行星特殊特征的过程,例如它们的形状和矿物学。

Bennu和Ryugu都被归类为“自旋顶”小行星,这意味着它们具有明显的赤道脊。直到现在,科学家们还认为这种形状是由热力形成的,称为YORP效应。YORP效应提高了小行星的自旋速度,并且在数百万年的时间里,极点附近的物质可能迁移并积聚在赤道上,最终形成旋转顶部形状-意味着该形状将在最近形成。

但是,在《自然通讯》上发表的一篇新论文中,OSIRIS-REx和Hayabusa2团队的科学家认为YORP效应可能无法解释Bennu或Ryugu的形状。两种小行星的赤道都有巨大的撞击坑,它们的大小表明这些陨石坑是本努最古老的表面特征之一。由于陨石坑覆盖了赤道脊,因此它们的旋转陀螺形状也必须更早地形成。

联合负责人Ronald Ballouz表示:“使用计算机模拟来模拟破坏Bennu母体的撞击,我们发现这些小行星要么直接形成顶部形状,要么在主要小行星带形成后尽早达到形状。”作者和UArizona的OSIRIS-REx博士后研究助理。“从航天器返回的图像中可以看出,这些小行星上存在大的赤道陨石坑,这排除了由于YORP效应,小行星最近经历了重塑。我们希望随着最近的YORP,这些陨石坑会消失引起小行星的重塑。”

除了它们的形状外,Bennu和Ryugu都包含粘土矿物形式的含水表面材料。Ryugu的表层材料的水分比Bennu的少,这表明Ryugu的表层在某个时刻经历了更多的热量。

假设Bennu和Ryugu同时形成,本文基于该团队的计算机模拟,探索了两个物体不同水合水平的两种可能解释。一种假设表明,当母本小行星被破坏时,Bennu的形成是更接近原始表面的物质,而Ryugu则包含了来自母体原始中心附近的更多物质。水分水平差异的另一种可能解释是,碎片在母体小行星破裂期间经历了不同程度的加热。如果是这种情况,龙宫的原料很可能来自温度较高的撞击点附近。Bennu的材料本来不会受热的区域,而且可能离撞击点更远。对返回样品的分析以及对小行星表面的进一步观察分析,将为两个小行星可能共享的历史提供更清晰的思路。

OSIRIS-REx首席研究员兼UArizona行星科学教授Dante Lauretta说:“这些模拟为Bennu和Ryugu的形成提供了有价值的新见解。” “一旦我们在实验室中获得了这两个小行星的返回样品,我们也许能够进一步确认这些模型,从而可能揭示出这两个小行星之间的真实关系。”

科学家预计,这些样品还将为其他碳质小行星和陨石的起源,形成和演化提供新的见解。日本航空航天局的“ Hayabusa2”飞行任务目前正在重返地球,并计划于今年下半年交付“龙宫”的样品。OSIRIS-REx任务将于10月20日在Bennu进行首次样品收集尝试,并将于2023年9月24日将其样品运送到地球。

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