在美國宇航局OSIRIS-REX宇宙飛船抵達小行星貝努（Bennu）后不久，該任務(wù)的科學(xué)團隊出人意料地發(fā)現(xiàn)，這顆小行星可能是活躍的，或者不斷地向太空釋放粒子。正在進行對貝努及其最終將被送回地球的樣本檢查，可能有助于闡明為什么會發(fā)生這種有趣的現(xiàn)象。

OSIRIS-REX團隊首先在1月6日飛船導(dǎo)航攝像頭拍攝的圖像中觀察到粒子拋射事件，當(dāng)時距離航天器進入圍繞小行星貝努的第一個軌道只有一周時間，乍一看，這些粒子似乎是小行星后面的恒星。

但仔細(xì)檢查后，研究小組意識到小行星正在從其表面噴射物質(zhì)。在得出結(jié)論認(rèn)為這些粒子沒有危及航天器的安全后，任務(wù)開始進行專門的觀察，以便全面記錄活動。圖森亞利桑那大學(xué)OSIRIS-REX首席研究員但丁·勞雷塔(Dante Lauretta)說：在貝努的眾多驚喜中，粒子拋射激發(fā)了我們的好奇心，我們花了幾個月的時間研究這個謎，這是一個極好的機會，可以擴大我們對小行星行為的了解。在研究了觀測結(jié)果后，研究團隊于2019年12月6日將其研究成果發(fā)表在《科學(xué)》(Science)期刊上。

該團隊在1月6日和19日以及2月11日觀察到了三次最大的粒子拋射事件，并得出結(jié)論，這些事件來自小行星貝努表面的不同位置。第一次事件起源于南半球，第二次和第三次事件發(fā)生在赤道附近，這三個事件都發(fā)生在小行星貝努的下午晚些時候。天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在小行星表面被拋出后，這些粒子要么短暫地繞著小行星貝努軌道，然后落回其表面，要么從小行星本努逃脫到太空中。觀察到的粒子以每秒10英尺(3米)的速度移動，測量范圍從小于1英寸到4英寸(10厘米)，在1月6日發(fā)生的最大一次事件中，觀察到了大約200個粒子。

天文學(xué)家們檢查了可能導(dǎo)致噴射事件的各種可能機制，并將列表縮小為三個候選：流星體撞擊、熱應(yīng)力破裂和水蒸氣釋放。隨著撞擊的動量搖晃松散的粒子，流星體撞擊在小行星貝努的深太空附近很常見，這些空間巖石的小碎片可能正在撞擊小行星貝努，在OSIRIS-Rex沒有觀察到它的地方。研究團隊還確定，熱破裂是另一個合理的解釋。小行星貝努的表面溫度在4.3小時的自轉(zhuǎn)周期內(nèi)變化很大，雖然夜間非常寒冷，但小行星的表面在下午三點左右顯著變暖，也就是三大事件發(fā)生的時候。

由于這種溫度變化，巖石可能會開始破裂和分解，最終顆粒可能會從表面噴射出來，這個循環(huán)被稱為熱應(yīng)力斷裂。水的釋放也可以解釋小行星活動，當(dāng)小行星貝努的水鎖粘土被加熱時，水可能會開始釋放并產(chǎn)生壓力。有可能的是，當(dāng)壓力在吸收水被釋放巨石中的裂縫和孔隙中積累時，表面可能會變得激動，導(dǎo)致顆粒噴發(fā)。論文作者、加州帕薩迪納市NASA噴氣推進實驗室高級研究科學(xué)家史蒂夫·切斯利(Steve Chesley)表示：

但是大自然并不總是能這樣簡單的解釋，可能不止一種可能的機制在起作用。例如，熱破裂可能會將表面材料切成小塊，使流星體的撞擊更容易將鵝卵石發(fā)射到太空中。如果熱破裂，流星體撞擊，或兩者兼而有之，實際上是這些噴射事件的原因，那么這種現(xiàn)象很可能發(fā)生在所有的小型小行星上，因為它們都經(jīng)歷了這些機制。然而，如果水釋放是這些噴射事件的原因，那么這種現(xiàn)象將是含有含水礦物小行星特有的，如小行星貝努。一旦樣本被收集并返回地球進行研究，小行星貝努的活動提供了更大機會。

許多噴射出的粒子小到足以被航天器的取樣機構(gòu)收集，這意味著返回樣本可能包含一些被噴射并返回到小行星貝努表面的物質(zhì)。確定一個特定的粒子已經(jīng)被噴射并返回小行星貝努可能是一項科學(xué)壯舉，類似于大海撈針。然而，從小行星貝努返回地球的材料幾乎肯定會增加我們對小行星的了解，以及它們的不同和相似之處，即使粒子拋射現(xiàn)象仍然是一個謎，我們也會以數(shù)據(jù)和進一步研究材料的形式帶回家，樣品采集定于2020年夏季，樣品將于2023年9月運抵地球。

博科園｜研究/來自：美國宇航局戈達德太空飛行中心

參考期刊《科學(xué)》

DOI: 10.1126/science.aay3544

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