NASA OSIRIS-REx在历史性抢劫之前揭开了小行星Bennu的秘密

OSIRIS-REx在样本场Nightingale上的水平面视图，带有一个停车场供比较。

NASA的第一个小行星样本送返任务现在对短短几周内将要收集的材料了解更多。在昨天（2020年10月8日）在《科学与科学进展》杂志上发表的六篇论文的特别收藏中，进行OSIRIS-REx任务的科学家提出了有关小行星Bennu的表面物质，地质特征和动态历史的新发现。他们还怀疑，送来的Bennu样本可能与我们在地球上的陨石集合中所拥有的样本不同。

这些发现满足了OSIRIS-REx任务对样品采集前科学的要求，并提供了对科学家研究后代的Bennu样品的见解。

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。

一篇由美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的艾米·西蒙（Amy Simon）领导的论文显示，含碳的有机物质广泛分布在小行星的表面，包括在该特派团的主要样本地点夜莺，OSIRIS-REx将在该地点进行飞行。在10月20日进行首次样品收集尝试。这些发现表明，收集的样品中可能存在水合矿物质和有机物质。

这种有机物可能以生物学或与生物学相关的化合物中常见的形式包含碳。科学家们正在计划对这些有机分子进行详细的实验，并期望返回的样品将有助于回答有关水和地球生命起源的复杂问题。

“丰富的含碳材料是这项任务的一项重大科学胜利。现在，我们很乐观地希望能够收集并返回有机材料样品，这是OSIRIS-REx任务的中心目标，”图森亚利桑那大学OSIRIS-REx首席研究员丹特·劳雷塔（Dante Lauretta）说。

在2019年秋季期间，NASA的OSIRIS-REx航天器拍摄了这张图像，显示了本努（Bennu）小行星的一块巨石，其明亮的静脉似乎是由碳酸盐制成的。圆圈内的图像（右下）显示了静脉的聚焦视图。

特别收藏的作者还确定，碳酸盐矿物构成了小行星的某些地质特征。碳酸盐矿物通常从含有水和二氧化碳的热液系统中沉淀出来。本努（Bennu）的许多巨石似乎都由碳酸盐制成，明亮的脉脉-其中一些位于夜莺陨石坑附近，这意味着返回的样本中可能存在碳酸盐。

本奴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。这些发现使科学家们可以推断出，本努的母小行星可能具有广泛的热液系统，在那里水与本努的母体相互作用并改变了岩石。尽管母体很久以前就被摧毁了，但我们仍能看到该水状小行星曾经在这里的样子的证据–残存的残骸组成了本努。Bennu巨石中的某些碳酸盐岩脉长达几英尺长，厚达几英寸，这证明Bennu的母体上存在一个小行星尺度的水热系统。

科学家在Nightingale站点发现了另一个惊人的发现：它的碎屑刚刚暴露于恶劣的太空环境中，这意味着该任务将收集并返回小行星上一些最原始的物质。夜莺是亚利桑那大学达尼·德拉·朱斯蒂娜（Dani DellaGiustina）领导的一项研究中鉴定出的年轻的，光谱红色的陨石坑的一部分。Bennu的“颜色”（可见光波谱的斜率变化）比最初预期的要直观得多。这种持久性是由Bennu的母体继承的不同材料以及暴露于太空环境的持续时间不同所造成的。

本文的发现是行星科学界正在进行的辩论中的一个重要里程碑-像Bennu这样的原始小行星在暴露于“空间风化”过程（例如受到宇宙射线和太阳风的轰炸）时如何发生光谱变化。尽管Bennu肉眼看上去很黑，但作者使用MapCam相机收集的多光谱数据的假彩色渲染来说明Bennu表面的存在。Bennu上最新鲜的物质，例如在夜莺场上发现的物质，在光谱上比平均光谱要红，因此在这些图像中看起来是红色的。表面材料在太空中暴露了一段时间后会变成鲜艳的蓝色。随着表面材料长时间持续老化，最终它会在所有波长上变亮，变成强度较低的蓝色-Bennu的平均光谱颜色。

DellaGiustina等人的论文。还可以区分Bennu表面上的两种主要巨石类型：深色和粗糙，以及（较不常见）明亮和光滑。在本努的母本小行星不同深度可能形成了不同的类型。

巨石类型不仅在视觉上有所不同，而且还具有自己独特的物理特性。英国公开大学的本·罗齐蒂斯（Ben Rozitis）领导的论文表明，深色巨石较弱且多孔，而明亮的巨石则较坚固且多孔。明亮的巨石还含有卡普兰（Kaplan）和研究人员发现的碳酸盐，表明裂缝和孔隙中碳酸盐矿物的沉淀可能是其强度增加的原因。

但是，两种巨石类型都比科学家预期的要弱。罗兹蒂斯（Rozitis）及其同事怀疑，本努（Bennu）的深色巨石（较弱，较多孔且较常见的巨石）无法在穿越地球大气层的过程中幸免于难。因此，返回的小行星Bennu样本很可能为科学家提供了一个缺失的环节，因为这种物质目前并未在陨石收集中出现。

Bennu是一块漂浮在太空中的菱形瓦砾，但它所带来的不仅仅是眼神。由加拿大航天局提供的科学仪器OSIRIS-REx激光测高仪（OLA）获得的数据使任务小组能够开发小行星的3D数字地形模型，其分辨率为20厘米，是史无前例的，准确性。在由约克大学的迈克尔·戴利（Michael Daly）领导的这篇论文中，科学家们解释了如何对小行星的形状进行详细的分析，揭示本努山上的山脊状丘丘从极点延伸到极点，但足够细微，以至于人类很容易错过它们。眼睛。以前曾暗示过它们的存在，但是只有在OLA数据中将南北半球分开进行比较时，它们的整个极点范围才变得清楚。

数字地形模型还显示，本努的北半球和南半球具有不同的形状。南半球看上去更光滑，更圆，科学家认为这是该地区众多大石块困住的松散物质的结果。

美国国家航空航天局（NASA）的OSIRIS-REx任务使用小行星Bennu的假彩色红绿蓝（RGB）复合材料创建了这些图像。将2D地图和航天器图像叠加在小行星的形状模型上，以创建这些假彩色合成物。在这些复合材料中，光谱平均和比平均更蓝的地形显示为蓝色，比平均更红的表面显示为红色。明亮的绿色区域对应于矿物辉石的实例，其可能来自另一颗小行星Vesta。极点附近的黑色区域表示没有数据。

科罗拉多大学博尔德分校的丹尼尔·谢里斯（Daniel Scheeres）领导的特别收藏中的另一篇论文，研究了本努的重力场，该场是通过追踪OSIRIS-REx航天器的轨迹以及从本努表面自然喷出的粒子而确定的。使用颗粒作为重力探针是偶然的。在2019年在Bennu上发现粒子喷射之前，该团队担心仅使用航天器跟踪数据将重力场映射到所需的精度。数十个微型重力探测器的自然供应使该团队大大超出了他们的要求，并获得了对小行星内部的空前洞察力。

重建的重力场表明，Bennu内部不均匀。取而代之的是，在小行星内部有几袋密度较高和较低的物质。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。此外，本努（Bennu）赤道的隆起很暗，表明本努（Bennu）的旋转正在放高这种材料。

特别收藏中的所有六本出版物均使用OSIRIS-REx航天器从2019年2月至2019年10月收集的全球和本地数据集。特别收集强调了对诸如OSIRIS-REx之类的返回任务进行采样的过程，对于充分了解我们太阳系的历史和演化至关重要。

该任务距离实现其最大目标不到两周-收集一块原始的，水合的，富含碳的小行星。OSIRIS-REx将于2021年离开Bennu，并于2023年9月24日将样品运送到地球。

参考：

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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。
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萨拉·克雷斯比（Sarah Crespi）和保罗·沃森（Paul Voosen）于2020年10月8日在Science.DOI上发表文章：“参观曾经是水的小行星，以及用舌头嗡嗡作响如何治疗耳鸣”。
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保罗·沃森（Paul Voosen）于2020年10月8日在Science.DOI上撰文：“ NASA的一项任务即将从以前的水世界中捕获富碳尘埃”。
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保罗·沃森（Paul Voosen）的“ NASA任务将对富含碳的小行星进行采样”，2020年10月8日，科学。DOI：
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NASA位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心为OSIRIS-REx提供总体任务管理，系统工程以及安全和任务保证。图森市亚利桑那大学的但丁·劳雷塔（Dante Lauretta）是首席研究员，亚利桑那大学还领导科学团队以及该特派团的科学观测计划和数据处理。丹佛的洛克希德·马丁航天公司制造了该航天器并提供飞行操作。Goddard和KinetX Aerospace负责OSIRIS-REx航天器的导航。OSIRIS-REx是NASA新边界计划的第三项任务，该计划由位于阿拉巴马州汉茨维尔的NASA马歇尔太空飞行中心管理，由该机构的华盛顿科学任务局负责。