Brian May（摇滚乐队女王的首席吉他手）致力于探测小行星的起源

天体物理学家和摇滚明星Brian May。

女王吉他手兼天体物理学家布莱恩·梅（Brian May）与小行星研究人员合作，研究了由太空探测器探索的各个物体之间惊人的相似性和令人困惑的差异。该研究小组运行了一个基于超级计算机的“战斗俱乐部”，其中涉及模拟的小行星碰撞，以探测物体的可能起源。2020年5月27日，《自然通讯》报道了他们的工作。

NASA的OSIRIS-REx探访的直径525米的Bennu小行星和日本的Hayabusa2到达的直径1 km的Ryugu小行星都具有相同的独特陀螺形状和相似的材料密度。然而，如水合材料的光谱图所示，该对中含有不同量的水。与本努（Bennu）相比，琉球（Ryugu）的水分含量较弱，尽管从小行星的角度来看，它还是一个比较年轻的人，估计只有一亿岁。

共同作者布莱恩·梅（Brian May）说：“小行星的形状及其水合程度可以作为其起源和历史的真实示踪剂。”

陀螺形的谜团

这项研究是由法国国家蔚蓝海岸天文台（CNS）法国CNRS研究主任帕特里克·米歇尔（Patrick Michel）领导的，他也是欧空局（ESA）的赫拉（Hera）行星防御任务的首席科学家。他指出，这项研究与赫拉（Hera）息息相关，赫拉（Hera）将在美国宇航局（NASA）的DART航天器对两个小行星中的较小者进行轨道偏转之后，探索迪迪莫斯（Dydymos）双小行星系统。

小行星Bennu和Ryugu。

帕特里克解释说：“本努和龙古的旋转顶部形状-包括明显的赤道隆起-由许多其他小行星共享，包括主要的780米Didymos小行星。”

美国宇航局的双小行星重定向测试DART任务旨在在2022年秋季与Didymos双小行星系统的两个较小的物体相撞。然后，ESA的Hera任务将进行撞击后的后续观察。

“一个主要的假设是，高自旋率会导致离心力随着时间的流逝而改变其形状，因为物质会从两极流向赤道。随着时间的流逝，阳光会逐渐变暖，从而形成这种自旋-以四位不同的小行星研究人员的名字命名的Yarkovsky–O’Keefe–Radzievskii–Paddack（YORP）效应。

“对于迪迪莫斯来说，这也许可以解释迪迪莫斯A较小的卫星的来源-它是由摆脱了快速旋转赤道的物质形成的。但是对于Bennu和Ryugu来说，有一个问题：他们各自的航天器的近距离检查发现它们的赤道山脊上有巨大的陨石坑，表明这些特征在小行星的历史中很早就形成了。”

亚利桑那大学月球与行星实验室的共同主要作者罗恩·巴卢兹（Ron Ballouz）解释说，这一发现提出了一个问题：“这些特性（小行星的形状，密度，或多或少的高水合水平）是这些物体一旦形成或演变后立即形成的结果吗？”

小行星碎片重新积累。

作为回溯的一种方式，研究人员对碰撞造成的100公里级小行星进行了数值模拟，释放出大量碎片，这些碎片逐渐重整为聚合体，据信这是大多数大于200 m的小行星形成的方式。

使用由马里兰州高级研究计算中心通过约翰·霍普金斯大学和马里兰大学运行的Bluecrab超级计算机集群运行模拟。

Bluecrab超级计算机
集群。“战斗俱乐部”小行星模拟是使用由马里兰州高级研究计算中心通过约翰·霍普金斯大学和马里兰大学运行的Bluecrab超级计算机集群进行的。

“模拟运行的计算量非常大，要花几个月的时间才能完成，” Patrick Michel补充道。“最具挑战性的部分是模拟重新积累过程，其中包括对颗粒接触的详细编码，包括滚动，滑动和剪切摩擦。我们还研究了撞击后碎片的加热水平，确定了它们的水合水平。

“我们发现，虽然重新聚集过程导致了各种各样的形状，但存在趋于旋转的趋势，因为聚集的材料可以捕获在中央圆盘中，并最终形成旋转的顶部或至少一个旋转的顶部。重新积累球体。然后可以通过YORP效应旋转该球体，以不到一百万年的时间，以小行星的形式在短时间内迅速形成赤道隆起，这解释了我们在本努和龙古看到的一切。”

Didymos和Didymoon。

研究小组的另一个发现是，最终水合水平在其母体破裂形成的聚集体之间可能存在显着差异。布莱恩·梅（Brian May）与伦敦立体视觉公司（London Stereoscopic Company）的克劳迪娅·曼佐尼（Claudia Manzoni）合作，制作了撞击后立即发生的立体图3D图像，揭示了碎片碎片显示出加热水平存在广泛的持久性，因此存在水合作用。

Brian May解释说：“因此，在碰撞过程中，可能会形成像Bennu这样的聚集体，而该聚集体几乎没有受到冲击加热，而另一个聚集体则具有更高的加热性，例如Ryugu”。

模拟小行星破坏的立体图图像。

帕特里克·米歇尔（Patrick Michel）补充说：“结果是，本努和龙古实际上可能是同一个小行星家族的一部分，起源于同一个父母，尽管他们现在的水合水平非常不同。我们知道它们来自小行星带的同一区域，这使得这种可能性更大，尽管我们只能确定何时才能分析由Hayabusa2和OSIRIS-REx返回的小行星样本。”

日本的“ ab鸟2号”对小行星龙宫的飞行。

Brian May的参与来自他的小行星研究活动，包括在Hayabusa2和OSIRIS-REx科学团队中工作以及作为近地物体建模和保护有效载荷（NEO-MAPP）项目咨询委员会的成员。欧盟委员会的H2020计划。

参考：P. Michel，R.-L.“顶状小行星的碰撞形成及其对Ryugu和Bennu起源的影响”。 Ballouz，OS Barnouin，M。Jutzi，K​​J Walsh，BH May，C。Manzoni，DC Richardson，SR Schwartz，S。Sugita，S。Watanabe，H。Miyamoto，M。Hirabayashi，WF Bottke，HC Connolly，M。Yoshikawa和DS Lauretta，2020年5月27日，自然通讯。DOI：
10.1038 / s41467-020-16433-z