科学探索|研究发现小行星Bennu缺乏精细颗粒物 地表主要是多孔岩石
亚利桑那大学带领的一支科学家团队得出了一个结论 —— 类似贝努(Bennu)这样高度多孔的小行星 , 其表面或缺乏细颗粒物 。通过早期望远镜观察 , 科学家们曾认为 Bennu 表面很像是一个沙滩 , 覆盖着细沙和鹅卵石等易收集的样本 。但当执行 OSIRIS-REx 小行星采样任务的航天器于 2018 年抵达 Bennu 时 , 地面团队却有了意外的发现 。
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(图自:NASA / Goddard / UArizona)
现实表明 , 小行星 Bennu 的表面并非由小于几厘米的细分化层构成 , 而是覆盖着许多巨石 。
在发表于《自然》杂志上的一篇文章中 , 任务团队成员 Saverio Cambioni 尝试借助机器学习和表面温度数据来解开这个谜团 。
可知在进行这项研究时 , 他还是亚利桑那大学月球与行星实验室的一名 。但现在 , 他已经是麻省理工学院地球、大气与行星科学系的博士后杰出研究员 。
他与同事们发现 , 由于 Bennu 具有高度多孔的岩石 , 最终导致其表面缺乏更精细的风化层 。
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研究配图 - 3:高孔隙度岩石对精细风化层的产生造成了阻碍
研究合著者、OSIRIS-REx 首席研究员、兼该校行星科学讲习教授 Dante Lauretta 表示:
OSIRIS-REx 任务名的后缀 , 代表着‘风化层探索’(Regolith Explorer) 。因而绘制小行星的特征表面 , 也是这项任务的一个主要目标 。据悉 , 为了将样本带回地球 , 其打造的 OSIRIS-REx 航天器需要在面积与 100 个车位的停车场相当的区域内导航 。
航天器为 Bennu 的整个表面收集了非常高分辨率的数据 , 甚至某些位置的精度达到了每像素 3 毫米 。
但在科学兴趣之外 , 精细风化层的缺乏 , 也对任务本身的样本收集构成了一个艰巨的挑战 。
【科学探索|研究发现小行星Bennu缺乏精细颗粒物 地表主要是多孔岩石】然而受大量巨石的影响 , 安全采样点的范围被缩小到了仅 5 个车位左右的大小 。最终航天器于 2020 年 10 月成功与小行星接触 , 并收集了 Bennu 上的样本材料 。
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扩展数据 - 图 7
Saverio Cambioni 补充道:“当看到 Bennu 的首张照片时 , 我们注意到某些区域的分辨率不够高 , 因而无法看到小行星上是否有小岩石或细小的风化层” 。
但通过机器学习方法 , 对热发射(红外)数据进行分析后 , 研究人员得以从岩石从分离出细小的分化层 。为此 , 研究团队先构建了一套以不同比例、混合不同孔隙度的岩石的细风化层相关的热排放示例库 。然后借助机器学习技术 , 教计算机如何在示例之间连接各个点位 。
可知与较大岩石相比 , 其热辐射大不相同 。前者受其颗粒大小的控制 , 而后者受岩石孔隙度的影响 。
接着通过机器学习软件分析了白天 / 夜间观测的 Bennu 表面 122 个区域的热辐射 。Cambioni 的说法是 ——“只有机器学习算法 , 才能有效地探索如此庞大的数据集” 。
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