科学家在小行星内窥视– Bennu是否正在将自身旋转成碎片？

OSIRIS-REx航天器拍摄的这一系列图像显示Bennu在大约50英里（80公里）的距离内旋转了一周。航天器的PolyCam相机在四个小时18分钟的时间内获得了36个2.2毫秒的帧。

NASA的OSIRIS-REx任务的新发现表明，小行星Bennu的内部可能比其外层更薄弱，密度更低，就像一个充满奶油的巧克力蛋在太空中飞行一样。

研究结果发表在《科学进步》杂志上的一项研究中，该研究由科罗拉多大学博尔德分校的OSIRIS-REx小组领导，其中包括丹尼尔·谢里斯教授和杰伊·麦克马洪教授。这些发现可以为科学家提供有关太阳系小行星演化的新见解-像本努这样的物体如何在数百万年或更久的时间内发生变化。

OSIRIS-REx于2018年底与本努（Bennu）会合，这是一颗小行星，绕太阳公转，距地球超过2亿英里。从那时起，由位于科罗拉多州的洛克希德·马丁公司（Lockheed Martin）制造的航天器比太空探索历史上的任何其他小行星都更加详细地研究了该天体。

但是，到目前为止，仍然有一个问题难以捉摸：Bennu里面是什么样的？

本努（Bennu）相对于地球和其他行星的轨道图。

Scheeres，McMahon及其任务的无线电科学团队的同事现在认为，他们有答案，或者至少是答案的一部分。利用OSIRIS-REx自己的导航仪器和其他工具，该小组花了将近两年的时间来绘制Bennu重力场的起伏。可以将其想象为对一块空间碎片的X射线进行拍摄，其平均宽度大约等于帝国大厦的高度。

“这项研究的合著者，前研究生是安德鲁·弗兰奇（Andrew French）说：“如果您能够以足够的精度测量引力场，即使您无法直接看到它，也将对质量所在位置施加严格的限制。 CU Boulder，现在在NASA喷气推进实验室（JPL）。

团队发现的东西也可能给Bennu带来麻烦。小行星的核心似乎比其外表要弱，这一事实可能在不久的将来使它的生存受到威胁。

“您可以想象在一百万年或更短的时间内，整个过程会飞散，”安和H.J. Smead航空航天工程科学系的杰出教授Scheeres说。

小行星的演变

当然，这是研究小行星的乐趣的一部分。Scheeres解释说，Bennu属于一类较小的物体，科学家将其称为“瓦砾堆”小行星-顾名思义，它们类似于松散堆砌在一起的碎片堆。

随着时间的推移，小行星的变化也超出了人们的想象。

谢里斯说：“自太阳系诞生以来，没有人坐在那里不变。”“它们受到诸如日光之类的影响而改变，它们会影响它们的自转方式以及与其他小行星的碰撞。”

为了研究Bennu和其他类似小行星的变化，他和他的同事需要窥视一下内部。

OSIRIS-REx于2019年1月19日观察到少量物质从小行星Bennu的表面跳下。

这是团队很幸运的地方。当OSIRIS-REx首次到达Bennu时，飞船发现了一些不寻常的东西：一遍又一遍，小小的材料，似乎只是大理石的大小，似乎从小行星弹出并进入了太空。在许多情况下，这些粒子环绕Bennu，然后掉落到地面。JPL的特派团无线电科学团队的成员亲眼目睹了人体的重力是如何工作的，这有点像艾萨克·牛顿（Isaac Newton）的虚伪故事，它观察到苹果掉在头上后推断出重力的存在。

Scheeres说：“这有点像有人在小行星的表面上，将这些弹珠扔了起来，以便可以对其进行追踪。”“我们的同事可以推断出这些粒子所走的轨迹中的重力场。”

肮脏的中心

在这项新研究中，谢里斯和他的同事们将本努的工作重力记录与OSIRIS-REx本身的数据结合在一起，从而精确地测量了小行星在几个月内如何在航天器上拖曳。他们发现了一些令人惊讶的东西：在任务开始之前，许多科学家曾假设Bennu内部具有同质性。正如Scheeres所说，“一堆岩石就是一堆岩石。”

但是重力场的测量结果却有所不同。为了解释这些模式，Bennu内部的某些部分可能需要比其他部分更紧密地包装在一起。小行星中一些密度最小的点似乎位于赤道及其核心的明显凸起周围。

Scheeres说：“好像在它的中心有一个空隙，您可以在其中容纳几个足球场。”

现在，借助激光测高仪数据和OSIRIS-REx的高分辨率图像，我们可以参观Bennu的非凡地形。

小行星的旋转可能是造成该空隙的原因。科学家们知道，随着时间的流逝，小行星的旋转速度越来越快。谢里斯说，这种建造势头可能会缓慢地将物质从小行星的中心推向其表面。换句话说，Bennu可能正在将自己分解成碎片。

Scheeres说：“如果它的核心密度低，那么将整个小行星拉开会更容易。”

对于科学家而言，新发现令人痛苦不解：在测量了Bennu的重力场之后，Scheeres和他的团队基本上完成了OSIRIS-REx任务的工作。

他们的结果有助于特派团的样品分析计划（目前仍在开发中）。将对返回的样品进行分析，以确定颗粒之间的内聚力，这是影响其研究中观察到的质量分布的关键物理性质。

“我们希望随着时间的流逝，发现这颗小行星发生了什么，这可以使我们更好地了解所有这些小行星在数百万，数亿甚至数十亿年的时间内是如何变化的，” Scheeres说。“我们的发现超出了我们的预期。”

阅读NASA OSIRIS-REx在历史抢劫案之前解锁的小行星Bennu秘密，以获取更多有关此研究和相关研究的信息。

DJ Scheeres，AS French，P。Tricarico，SR Chesley，Y。Takahashi，D。Farnocchia，JW McMahon，DN Brack，AB Davis，R.-L撰写的“碎石堆小行星（101955）Bennu的异质分布” 。 Ballouz，ER Jawin，B.Rozitis，JP Emery，AJ Ryan，RS Park，BP Rush，N.Mastrodemos，BM Kennedy，J.Bellerose，DP Lubey，D.Velez，AT Vaughan，JM Leonard，J.Geeraert，B Page，P. Antreasian，E. Mazarico，K.Getzandanner，D.Rowlands，MC Moreau，J.Small，DE Highsmith，S.Goossens，EE Palmer，JR Weirich，RW Gaskell，OS Barnouin，MG Daly，JA Seabrook ，MM Al Asad，LC Philpott，CL Johnson，CM Hartzell，VE Hamilton，P.Michel，KJ Walsh，MC Nolan和DS Lauretta，2020年10月8日，科学进展。
10.1126 / sciadv.abc3350

亚利桑那大学领导OSIRIS-REx的科学运作。NASA位于马里兰州的Goddard太空飞行中心负责整个任务。

这项新研究的其他合著者包括喷气推进实验室，史密森学会，开放大学，北亚利桑那大学，KinetX航天公司，NASA戈达德太空飞行中心，马里兰大学，约翰·霍普金斯大学，约克大学，不列颠哥伦比亚省，西南研究所，蔚蓝海岸大学和亚利桑那大学。