美国宇航局的奥西里斯-雷克斯在历史性抢劫前解锁小行星本努的秘密

Osiris-rex在样本网站夜莺

Osiris-rex的表面级视图在样本场所夜莺,有一个停车场进行比较。荣誉:美国宇航局/戈达德/ CI实验室/亚利桑那大学

美国宇航局美国宇航局的第一个小行星样本返回任务现在对它将在几周内收集的材料有了更多的了解。在昨天(2020年10月8日)发表的6篇论文的特辑中科学科学的进步,科学家在OSIRIS-REx特派团在小行星奔纳的表面材料,地质特征和动态历史上存在新发现。他们也怀疑,Bennu的交付样本可能与我们在地球上的陨石系列中的任何东西不同。

这些发现完成了欧西里斯-雷克斯任务的样本前收集科学要求,并提供了深入了解Bennu样本的机会,科学家们将对后代进行研究。


现在,多亏了来自OSIRIS-REx的激光测高数据和高分辨率图像,我们可以参观Bennu的非凡地形。图片来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心

其中一篇论文由来自马里兰州Greenbelt的NASA戈达德太空飞行中心的艾米·西蒙(Amy Simon)领导,论文显示,这颗小行星的表面广泛分布着含碳的有机物质,包括任务的主要样本地点南丁格尔(Nightingale)。10月20日,OSIRIS-REx将在那里进行首次样本收集尝试。这些发现表明,水合矿物和有机物很可能存在于采集的样品中。

这种有机物可能含有碳,其形式通常在生物学或与生物学相关的化合物中发现。yabo124科学家们正计划对这些有机分子进行详细的实验,并期望返回的样本将有助于回答有关地球上水和生命起源的复杂问题。

“丰富的含碳材料是这项任务的重大科学胜利。我们现在很乐观地认为,我们将收集并返回含有有机材料的样本,这是OSIRIS-REx任务的核心目标。”图森市亚利桑那大学的OSIRIS-REx首席研究员Dante Lauretta说。

小行星)博尔德

2019年秋季,美国宇航局的OSIRIS-REx航天器捕捉到了这张照片,它显示了小行星Bennu的一块巨石,其明亮的矿脉似乎是由碳酸盐构成的。圆圈内的图像(右下)显示了静脉的聚焦视图。资料来源:美国宇航局/戈达德/亚利桑那大学

这些特别收藏的作者还确定,碳酸盐矿物构成了这颗小行星的一些地质特征。碳酸盐矿物通常从含有水和二氧化碳的热液系统中沉淀。Bennu的许多巨石上有明亮的矿脉,似乎是由碳酸盐构成的——其中一些位于南丁格尔陨石坑附近,这意味着在返回的样本中可能存在碳酸盐。

对Bennu上发现的碳酸盐的研究是由戈达德的汉娜·卡普兰(Hannah Kaplan)领导的。这些发现使得科学家们推断,Bennu的母小行星可能有一个广泛的热液系统,在那里水与Bennu母小行星上的岩石相互作用并改变了它们。虽然母体在很久以前就被摧毁了,但我们看到了这颗水小行星曾经是什么样子的证据——在它的剩余碎片中,构成了Bennu。本努巨石中的一些碳酸盐脉长几英尺,厚几英寸,证实了本努的母岩上存在一个小行星规模的热液系统。

科学家们在网站夜莺举行了另一个醒目的发现:它的鲁代唯一的是最近暴露在恶劣的空间环境中,这意味着使命将收集并返回小行星上的一些最原始的材料。夜莺是在亚利桑那大学的Dani Dellagiustina领导的一项研究中发现的年轻人,光谱的陨石网的一部分。Bennu的“颜色”(可见波长谱的斜率的变化)比最初预期的要多样化得多。这种多样性由从本南的父体身体和不同持续的空间环境发生不同的不同材料的组合产生。

这篇论文的发现是行星科学界持续争论的一个重要里程碑——像Bennu这样的原始小行星如何在暴露于“空间风化”过程(如宇宙射线和太阳风的轰击)时发生光谱变化。虽然Bennu在肉眼看来是黑色的,但作者通过MapCam相机收集的多光谱数据的伪彩色渲染,说明了Bennu表面的多样性。Bennu上最新鲜的物质,比如南丁格尔遗址上发现的,在光谱上比平均值更红,因此在这些图像中呈现红色。表面材料暴露在太空风化一段时间后会变成鲜蓝色。随着表面物质持续经过长时间的风化,它最终会在所有波长中变亮,变成一种不那么强烈的蓝色——这是Bennu的平均光谱颜色。

DellaGiustina等人的论文还区分了Bennu表面的两种主要类型的巨石:黑色和粗糙,(不太常见的)明亮和光滑。不同的类型可能是在本努母小行星的不同深度形成的。

巨石的类型不仅在视觉上不同,它们也有自己独特的物理性质。由英国开放大学Ben Rozitis领导的论文表明,黑暗的巨石较弱,多孔性更强,而明亮的巨石较强,多孔性更弱。卡普兰和工作人员发现,明亮的岩石中还含有碳酸盐,这表明碳酸盐矿物在裂缝和孔隙中的沉淀可能是它们强度增加的原因。

然而,这两种巨石的强度都比科学家预期的要弱。Rozitis和他的同事们怀疑Bennu的暗色巨石(更弱、更多孔、更常见的那种)不会在穿过地球大气层的旅程中幸存下来。因此,返回的小行星Bennu的样本很可能会为科学家提供一个缺失的环节,因为这种类型的材料目前没有在陨石收藏中出现。

Bennu是漂浮在太空中的一堆钻石形状的碎石,但它的意义远不止于我们所看到的。由OSIRIS-REx激光高度计(OLA)获得的数据——这是加拿大航天局提供的一种科学仪器——允许任务小组开发一个20厘米分辨率的小行星的三维数字地形模型,其细节和分辨率是前所未有的精度.在这篇由约克大学的Michael Daly领导的论文中,科学家们解释了如何通过对小行星形状的详细分析,揭示了Bennu上从极到极延伸的脊状土丘,但它们非常微妙,很容易被人类的眼睛忽略。之前就有人暗示过它们的存在,但只有在OLA的数据中将南北半球分开进行比较时,它们的整个极对极范围才变得清晰。

数字地形模型还显示Bennu的南北半球有不同的形状。南半球看起来更光滑更圆,科学家们认为这是该地区大量巨石困住松散物质的结果。

小行星Bennu Osiris-Rex Mission

美国国家航空航天局的OSIRIS-REx任务使用小行星Bennu的红绿蓝(RGB)伪彩色复合材料制作了这些图像。2D地图和航天器图像叠加在小行星的形状模型上,以创建这些假颜色复合材料。在这些复合材料中,光谱平均值和比平均值更蓝的地形看起来是蓝色的,比平均值更红的表面看起来是红色的。亮绿色区域对应的是辉石矿物,它可能来自另一颗小行星灶神星。两极附近的黑色区域表明没有数据。资料来源:美国宇航局/戈达德/亚利桑那大学

由科罗拉多大学博尔德大学的Daniel Scheer领导的特殊收集纸张检查了Bennu的重力场,通过跟踪Osiris-Rex SpaceCraft的轨迹和自然喷射到Bennu表面的粒子来确定。使用颗粒作为重力探头是偶然的。在2019年在Bennu上发现粒子喷射之前,该团队担心仅使用Spacecraft跟踪数据将重力场映射到所需的精度。数十名迷你重力探测的自然供应允许团队大大超出其要求,并获得前所未有的洞察小行星内部。

重建的重力场表明贝奴的内部是不均匀的。相反,在小行星内部有一些密度更高或更低的物质。就好像在它的中心有一个空隙,你可以在里面装下几个足球场。此外,本努赤道的凸起密度不足,这表明本努的旋转使这些物质凸起。

特殊收集中的所有六种出版物都使用Osiris-Rex Spacecraft从2月到2019年10月的全球和本地数据集。特殊收集强调Osiris-rex等样本返回任务对于充分了解我们太阳系的历史和演变至关重要.

这次任务距离实现其最大目标——收集一颗原始的、含水的、富含碳的小行星的碎片还有不到两周的时间。OSIRIS-REx将于2021年离开Bennu,并于2023年9月24日将样本送到地球。

引用:

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美国宇航局在马里兰州格林贝尔德·格林贝尔的戈达德太空飞行中心提供了整体的任务管理,系统工程和奥西尔雷克斯的安全和任务保证。亚利桑那大学丹特·劳特塔,图森,是主要的调查员,亚利桑那大学也领导科学团队和特派团的科学观察规划和数据处理。丹佛的洛克希德马丁空间建造了航天器,并提供飞行运营。戈达德和Kinetx航空航天负责导航奥西里斯雷克斯航天器。Osiris-rex是美国宇航局新边疆计划的第三任务,由美国宇航局的马歇尔航天航班中心在阿拉巴马州的亨茨维尔(Alabama)在华盛顿特派团的科学使命董事会管理。

1评论关于“美国宇航局的奥西里斯-雷克斯在历史性抢劫之前解锁小行星本努的秘密”

  1. 很有趣。

    理想情况下,这些样本应该保存在地球之外,研究人员应该在空间站进行检查,因为碳和水的存在表明可能存在古代生命形式,这可能不是良性的。

    我们还需要开发一种技术,在执行这样的任务时,可以深入到行星的内部,而不必依赖行星的合作来提供稳定的物质流。我们也应该能够在不着陆行星物体的情况下获取样本。所有这些技术都是我们赖以生存的第三块太阳岩石所必需的!地震科学可能需要这些技术,这样我们才能预测未来的地震。仅在Surface的监测活动将提供有限的数据和信息。

    由于孔隙样品在返回地球时不太可能存活,这些和所有其他样品都应该在空间站中进行检查和研究。建议是从风险管理的角度。

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