該研究的共同主要作者Hsiang-Wen（Sean）Hsu 說，這些新發(fā)現(xiàn)可能有助于科學(xué)家更好地了解小行星如何隨時(shí)間改變形狀，以及這些天體如何在太空中遷移，有時(shí)使它們危險(xiǎn)地接近地球。研究人員于7月11日在《自然-天文學(xué)》雜志上發(fā)表了他們的成果。

CU Boulder大氣與空間物理實(shí)驗(yàn)室（LASP）的副研究員Sean說：“這些小行星失去的細(xì)粒材料或土壤越多，它們的遷移速度就越快。”

(資料圖片)

這項(xiàng)研究從幾張奇怪的照片開始。

2018年，美國宇航局的一個(gè)名為OSIRIS-REx的航天器在飛行了超過10億英里之后，飛掠小行星（191055）Bennu。但是，當(dāng)航天器抵達(dá)Bennu時(shí)，科學(xué)家們并沒有發(fā)現(xiàn)他們所期待的東西，Bennu大約有帝國大廈那么高。研究人員曾預(yù)測(cè)這顆小行星的表面將是光滑和多塵的，但相反，它看起來像粗糙的砂紙。甚至有卡車大小的巨石散落在其外部。

Sean和他的同事們現(xiàn)在正在使用計(jì)算機(jī)模擬，或模型和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)來調(diào)查這個(gè)謎團(tuán)。他認(rèn)為，較小的塵埃顆粒，其中一些不比一個(gè)細(xì)菌大，可能被靜電般的力量彈出小行星并進(jìn)入太空，只留下較大的巖石。

研究報(bào)告的共同作者M(jìn)ihály Horányi說，在這方面，Bennu并不孤單。

Horányi說：“我們意識(shí)到這些相同的物理現(xiàn)象也發(fā)生在其他沒有空氣的天體上，比如月球，甚至土星環(huán)，”他是LASP的研究員和CU Boulder的物理學(xué)教授。

盡管小行星可能看起來像被凍結(jié)在時(shí)間中，但這些天體實(shí)際上在它們的整個(gè)生命周期中繼續(xù)演變。

像Bennu這樣的小行星在不斷地旋轉(zhuǎn)，這使它們的表面暴露在陽光下，然后是陰影和陽光，Sean解釋說。這種永無止境的加熱和冷卻循環(huán)給表面最大的巖石帶來了壓力，直到它們不可避免地開裂。

Sean說：“它每天都在發(fā)生，一直都在發(fā)生。你最終會(huì)把一塊大的巖石侵蝕成更小的碎片。”

這就是為什么在OSIRIS-REx到達(dá)Bennu之前，許多科學(xué)家期待著發(fā)現(xiàn)它被光滑的沙質(zhì)材料所覆蓋--有點(diǎn)像今天的月球的樣子。不久之前，一個(gè)日本太空任務(wù)在另一顆名為龍宮的小行星上著陸。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)類似于粗糙和峭壁的地形。

Sean和他的同事們很懷疑。

自20世紀(jì)90年代以來，LASP的科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中使用真空室來研究太空中灰塵的奇怪特性，包括他們稱之為"靜電懸浮"的壯舉。研究的共同牽頭人Xu Wang解釋說，當(dāng)太陽光沐浴在多孔的石板上時(shí)，負(fù)電荷開始在小粒的塵埃上積累。這些電荷將不斷積累，直到突然間，這些顆粒爆裂開來，就像兩塊磁鐵相互排斥。

在某些情況下，這些塵粒可以以超過每小時(shí)20英里（或超過每秒8米）的速度彈開。

LASP的副研究員Xu Wang說：“以前沒有人考慮過小行星表面的這個(gè)過程。”

為了做到這一點(diǎn)，研究人員，包括前CU Boulder的本科生Anthony Carroll 和 Noah Hood，進(jìn)行了一系列的計(jì)算，研究?jī)蓚€(gè)假設(shè)的小行星上的風(fēng)化層的物理學(xué)。他們追蹤塵埃是如何形成的，然后在幾十萬年內(nèi)跳動(dòng)。其中一個(gè)假的小行星大約有半英里寬（類似于龍宮的大小），第二個(gè)則有幾英里寬（直徑更接近于像 Eros這樣的巨型小行星）。

這種大小是有區(qū)別的。根據(jù)研究小組的估計(jì)，當(dāng)塵粒跳到較大的小行星上時(shí)，它們無法獲得足夠的速度來掙脫其引力。而在較小的、類似龍宮的小行星上則不是這樣。

Sean說：“較小的小行星上的引力是如此之弱，以至于它無法阻止逃逸。”

這種損失反過來將使小行星的表面受到更多的侵蝕，導(dǎo)致像科學(xué)家在龍宮和Bennu上發(fā)現(xiàn)的那樣，出現(xiàn)巨石遍布的景象。事實(shí)上，在幾百萬年內(nèi)，這顆較小的小行星幾乎完全被掃除了細(xì)小的塵埃。然而，類似Eros的小行星卻保持著塵埃。

Sean指出，這種“擦洗效應(yīng)”可能有助于給小行星的軌道以推動(dòng)。他解釋說，小行星的遷移是因?yàn)樘柕妮椛潆S著時(shí)間的推移慢慢推到它們身上。根據(jù)其他科學(xué)家以前的研究，他懷疑被巨石覆蓋的小行星可能比那些外表塵埃較多的小行星移動(dòng)得快。

他和他的同事可能很快就會(huì)得到更多的證據(jù)來支持他們的計(jì)算。在不到三個(gè)月的時(shí)間里，美國宇航局的一項(xiàng)名為"雙小行星重定向測(cè)試"（DART）的任務(wù)將訪問兩顆較小的小行星--Sean將觀察它們的塵埃程度。

“我們將有新的表面圖像來檢驗(yàn)我們的理論，”他說。“這對(duì)我們來說是件好事，但也有點(diǎn)傷腦筋。”