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小行星Ryugu怎么失水了?遥感数据提供了解释

2021-12-03 16:50:09来源:

两年前,日本的“ space鸟号”(Hayabusa2)航天器在与小龙格(Ryugu)并排飞行时拍摄了照片。航天器随后将岩石样本从小行星返回到地球。

新的研究表明,日本“ Hayabusa2”号飞船最近访问过的“碎石堆”近地小行星Ryugu上的岩石似乎失去了很多水,而它们聚在一起形成小行星之前。

上个月,日本的“ Hayabusa2”飞行任务带回了从一个名为Ryugu的近地小行星收集到的大量岩石。在对这些返回的样本进行分析的同时,研究人员正在使用航天器其他仪器的数据来揭示有关小行星过去的新细节。

在《自然天文学》上发表的一项研究中,研究人员提供了一个解释,解释了为何龙宫的含水矿物质不如其他一些小行星那么丰富。研究表明,形成龙古的古老母体可能在龙古形成之前就因某种加热事件而干,,这使龙古本身比预期的更干燥。

布朗大学的行星科学家,研究合著者拉尔夫·米利肯(Ralph Milliken)说:“我们试图理解的一件事是早期太阳系中的水分布,以及水如何被输送到地球上。”“据认为,含水小行星起到了作用,因此,通过仔细研究龙宫并从中返回样品,我们可以更好地了解这类小行星中含水矿物的含量和历史。”

米利肯说,龙古被选为目的地的原因之一是,它属于一类颜色暗,被怀疑含有含水矿物质和有机化合物的小行星。据信,这些类型的小行星可能是地球上发现的被称为碳质球粒陨石的深色,含水和含碳陨石的母体。这些陨石已经在世界各地的实验室中进行了数十年的详细研究,但无法确定给定的碳质球粒陨石可能来自哪颗小行星。

Hayabusa2任务代表了第一次从这些引人入胜的小行星样本中直接采集并返回地球。但是Hayabusa2与小行星一起飞行时对Ryugu的观察表明,它的水含量可能不如科学家最初预期的那样丰富。关于龙古如何以及何时失去某些水的问题,存在着一些相互竞争的想法。

龙古(Ryugu)是一块瓦砾堆,这是一块由重力结合在一起的松散的岩石团块。科学家认为,当较大的撞击事件将更大,更坚固的小行星分开时,这些小行星很可能是由残留的碎片形成的。因此,今天在Ryugu上看到的水印可能是以前富含水的母小行星的全部残骸,由于某种加热事件而变干了。但也有可能是琉球在灾难性的破坏和重新形成碎石堆之后变干了。Ryugu过去也有可能绕太阳旋转几圈,这可能会使它加热并变干。

Hayabusa2航天器上装有可以帮助科学家确定更可能发生哪种情况的设备。Hayabusa2在2019年与Ryugu会合时,向小行星表面发射了一颗小弹丸。撞击产生了一个小的火山口,并在地下埋了裸露的岩石。使用能够检测含水矿物质的近红外光谱仪,研究人员可以将表层岩石与地下的含水量进行比较。

数据表明,地下水的特征与最外层的特征非常相似。这一发现与龙宫的母体已经干dried的想法是一致的,而不是龙宫的表面被太阳弄干的情况。

米利肯说:“您期望太阳的高温加热主要发生在地表,而不会渗入地下太深。”“但是我们看到的是,表面和地下都非常相似,并且两者都相对贫水,这使我们回到原来的想法是龙古的母体被改变了。”

研究人员说,但是,要确认这一发现,还需要做更多的工作。例如,从地下挖出的颗粒的大小可能会影响光谱仪测量结果的解释。

布朗的高级研究员,研究合著者高井隆宏说:“挖掘出的材料可能比表面的颗粒尺寸要小。”“这种晶粒尺寸效应可能会使它比表面上的较粗糙对应物显得更暗和更红。很难排除通过遥感产生的粒度效应。”

幸运的是,任务不仅限于远程研究样本。自从Hayabusa2在12月成功地将样品返回地球以来,科学家们将对Ryugu进行更深入的研究。这些样品中的一些可能很快就会到达由Hiroi和Milliken运营的位于布朗的NASA反射实验实验室(RELAB)。

Milliken和Hiroi表示,他们期待着实验室分析是否能证实该团队的遥感结果。

“这是样品返还的双刃剑,”米利肯说。“我们使用遥感数据做出的所有假设都将在实验室中进行测试。这是非常令人兴奋的,但也许也有点令人不安。可以肯定的是,我们肯定会学到更多有关陨石与其父小行星之间的联系的知识。”

参考:K. Kitazato,RE Milliken,T。Iwata,M。Abe,M。Ohtake,S。Matsuura,Y。Takagi,T。Nakamura,T。Hiroi,M.撰写的“小行星的热变质地下物质(162173)Ryugu”。松冈,L.Riu,Y.Nakauchi,K.Tsmura,T。新井,H.Senshu,N.Hirata,MA Barucci,R.Brunnetto,C.Pilorget,F.Poulet,J.-P。 Bibring,DL Domingue,F.Vilas,D.Takir,E.Palomba,A.Galiano,D.Perna,T.Osawa,M。小松,A.Nakato,T.Arai,N.Takato,T.Matsunaga,M荒川T. Saiki,K。Wada,T。Kadono,H。Imamura,H。Yano,K。Shirai,M。Hayakawa,C。Okamoto,H。Sawada,K。Ogawa,Y。Iijima,S。Sugita ,R。Honda,T。Morota,S。Kameda,E。Tatsumi,Y.Cho,K.Yoshioka,Y.Yokota,N.Sakatani,M.Yamada,T.Kouyama,H.Suzuki,C.Honda,N Namiki,T。Mizuno,K。Matsumoto,H.Noda,Y.Ishihara,R.Yamada,K.Yamamoto,F.Yoshida,S.Abe,A.Higuchi,Y.Yamamoto,T.Okada,Y.Shimaki ,野口R.野口A.三浦A.平田N.橘S. Tachibana,H。Yabuta,石黑M. Ikeda,池田H. Takeuchi,T。Shimada,O。Mori,细田S. Hosoda,R。Tsukizaki,S。 。Soldini,M。Ozaki,F。Terui,N。Ogawa,Y。Mimasu,G。Ono,K。Yoshikawa,C。Hirose,A。Fujii,T。高桥,S。Kikuchi,Y。Takei和T. Yamaguchi ,中泽S.田中S.田中S.吉川M.渡边S.渡边Y.和津田Y.,2021年1月4日,自然天文学.DOI:
10.1038 / s41550-020-01271-2