研究表明,具有高孔隙岩石的小行星缺乏细粒风化层

行星研究人员发现,当地细粒物质的丰度与地球上岩石的孔隙度成反比含碳小行星(101955)Bennu.

这幅小行星Bennu的马赛克图像是由2018年12月2日由OSIRIS-REx的PolyCam仪器在15英里(24公里)范围内收集的12幅图像组成的。图片来源:美国航空航天局/美国航空航天局戈达德太空飞行中心/亚利桑那大学。

这幅小行星Bennu的马赛克图像是由2018年12月2日由OSIRIS-REx的PolyCam仪器在15英里(24公里)范围内收集的12幅图像组成的。图片来源:美国航空航天局/美国航空航天局戈达德太空飞行中心/亚利桑那大学。

行星科学家们认为本努小行星的表面会有大量的细砂和鹅卵石,这些都是收集样本的理想之地。望远镜数据表明,存在小于几厘米的细粒风化层。

但是当美国宇航局的奥西里斯雷克斯飞船到了2018年,在Bennu,任务团队看到一个覆盖着巨石的表面。

当研究人员观察到能够将巨石磨成细风化层的过程的证据时,细风化层的神秘缺失变得更加令人惊讶。

“OSIRIS-REx为Bennu的整个表面收集了非常高分辨率的数据,在一些地方每像素可以下降到3毫米,”OSIRIS-REx的首席研究员、亚利桑那大学的行星科学家但丁·洛雷塔教授说。

“除了科学兴趣之外,缺少细粒风化土成为了任务本身的一个挑战,因为航天器的设计目的是收集此类材料。”

OSIRIS-REx成功…制造的与Bennu取得联系收集2020年10月的样品材料。

“当本努的第一批形象进来时,我们注意到一些地区的分辨率不够高,看不到有小岩石或好的风化层,”OSIRIS REx团队成员Saverio Cambioni博士说,他是亚利桑那大学月球和行星实验室的研究员,加州理工学院地质与行星科学系的研究员。

“我们开始使用我们的机器学习方法,利用热发射(红外)数据从岩石中分离细粒风化层。”

细风化层的热发射不同于较大的岩石,细风化层的热发射受其颗粒大小的控制,而细风化层的热发射受岩石孔隙度的控制。

该研究的作者首先建立了一个与不同孔隙度岩石以不同比例混合的细风化层相关的热辐射示例库。

接下来,他们使用机器学习技术来教计算机如何在例子之间“连接点”。

然后,他们使用机器学习软件分析了本努地表122个区域白天和夜间观测到的热辐射。

坎比奥尼博士说:“只有机器学习算法才能有效地探索这么大的数据集。”。

科学家们发现,细风化层并非随机分布在Bennu上,而是分布在岩石孔隙较大的地方,即大部分表面。

他们得出结论,Bennu的高孔隙岩石产生的细粒风化层很少,因为这些岩石受到流星体撞击的挤压而不是破碎。

岩石中的空隙像海绵一样缓冲着流星的撞击。

这些发现也与其他研究小组的实验室实验一致。

“基本上,撞击能量的很大一部分用于粉碎限制岩石碎裂和产生新的细粒风化层的孔隙,”CNRS博士后研究员Chrysa Avdellidou博士以及蓝色天文台和大学拉格朗日实验室的研究员说。

此外,当小行星日夜旋转时,Bennu岩石的加热和冷却引起的裂缝在多孔岩石中比在密度较大的岩石中进行得更慢,进一步阻碍了细风化层的产生。

“当奥西里斯·雷克斯交付贝努的样本NASA戈达德太空飞行中心研究员、OSIRIS-REx项目科学家杰森·德沃金博士说。

“这包括测试岩石的物理性质,以验证这项研究。”

这个调查结果刊登在2021年10月7日的《华尔街日报》上自然界.

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坎比奥尼沙门菌. 2021小行星上细风化层的产生受岩石孔隙度控制。自然界598年,49-52;doi: 10.1038 / s41586 - 021 - 03816 - 5

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