在小行星贝努上，发现神秘的粒子抛射，最多的一次达200个粒子

雍不言弃

在NASAOSIRIS-REX宇宙飞船抵达小行星贝努（Bennu）后不久，该任务的科学团队出人意料地发现，这颗小行星可能是活跃的，或者不断地向太空释放粒子。正在进行对贝努及其最终将被送回地球的样本检查，可能有助于阐明为什么会发生这种有趣的现象。OSIRIS-REX团队首先在1月6日飞船导航摄像头拍摄的图像中观察到粒子抛射事件，当时距离航天器进入围绕小行星贝努的第一个轨道只有一周时间，乍一看，这些粒子似乎是小行星后面的恒星。

但仔细检查后，研究小组意识到小行星正在从其表面喷射物质。在得出结论认为这些粒子没有危及航天器的安全后，任务开始进行专门的观察，以便全面记录活动。图森亚利桑那大学OSIRIS-REX首席研究员但丁·劳雷塔(Dante Lauretta)说：在贝努的众多惊喜中，粒子抛射激发了我们的好奇心，我们花了几个月的时间研究这个谜，这是一个极好的机会，可以扩大我们对小行星行为的了解。在研究了观测结果后，研究团队于2019年12月6日将其研究成果发表在《科学》(Science)期刊上。

该团队在1月6日和19日以及2月11日观察到了三次最大的粒子抛射事件，并得出结论，这些事件来自小行星贝努表面的不同位置。第一次事件起源于南半球，第二次和第三次事件发生在赤道附近，这三个事件都发生在小行星贝努的下午晚些时候。天文学家发现，在小行星表面被抛出后，这些粒子要么短暂地绕着小行星贝努轨道，然后落回其表面，要么从小行星本努逃脱到太空中。观察到的粒子以每秒10英尺(3米)的速度移动，测量范围从小于1英寸到4英寸(10厘米)，在1月6日发生的最大一次事件中，观察到了大约200个粒子。

天文学家们检查了可能导致喷射事件的各种可能机制，并将列表缩小为三个候选：流星体撞击、热应力破裂和水蒸气释放。随着撞击的动量摇晃松散的粒子，流星体撞击在小行星贝努的深太空附近很常见，这些空间岩石的小碎片可能正在撞击小行星贝努，在OSIRIS-Rex没有观察到它的地方。研究团队还确定，热破裂是另一个合理的解释。小行星贝努的表面温度在4.3小时的自转周期内变化很大，虽然夜间非常寒冷，但小行星的表面在下午三点左右显著变暖，也就是三大事件发生的时候。

由于这种温度变化，岩石可能会开始破裂和分解，最终颗粒可能会从表面喷射出来，这个循环被称为热应力断裂。水的释放也可以解释小行星活动，当小行星贝努的水锁粘土被加热时，水可能会开始释放并产生压力。有可能的是，当压力在吸收水被释放巨石中的裂缝和孔隙中积累时，表面可能会变得激动，导致颗粒喷发。论文作者、加州帕萨迪纳市NASA喷气推进实验室高级研究科学家史蒂夫·切斯利(Steve Chesley)表示：

但是大自然并不总是能这样简单的解释，可能不止一种可能的机制在起作用。例如，热破裂可能会将表面材料切成小块，使流星体的撞击更容易将鹅卵石发射到太空中。如果热破裂，流星体撞击，或两者兼而有之，实际上是这些喷射事件的原因，那么这种现象很可能发生在所有的小型小行星上，因为它们都经历了这些机制。然而，如果水释放是这些喷射事件的原因，那么这种现象将是含有含水矿物小行星特有的，如小行星贝努。一旦样本被收集并返回地球进行研究，小行星贝努的活动提供了更大机会。

许多喷射出的粒子小到足以被航天器的取样机构收集，这意味着返回样本可能包含一些被喷射并返回到小行星贝努表面的物质。确定一个特定的粒子已经被喷射并返回小行星贝努可能是一项科学壮举，类似于大海捞针。然而，从小行星贝努返回地球的材料几乎肯定会增加我们对小行星的了解，以及它们的不同和相似之处，即使粒子抛射现象依旧是一个谜，我们也会以数据和进一步研究材料的形式带回家，样品采集定于2020年夏季，样品将于2023年9月运抵地球。

博科园｜研究/来自：NASA戈达德太空飞行中心
参考期刊《科学》
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