人類繞行最小天體小行星貝努的驚奇發現

NASA的OSIRIS-REx航天器將於2023年將近地小行星貝努（Bennu）的樣本返回地球。最近該航天器對小行星表面爆發的粒子羽流（particle plumes）進行了第一次近距離觀測。Bennu表面比預期更加粗糙，崎嶇的地形挑戰任務團隊改變其飛行及樣品採集計劃。

小行星Bennu在1月19日從其表面噴射粒子的視圖是通過組合NASA的OSIRIS-REx航天器上的NavCam 1成像儀拍攝的兩張圖像創建的：短曝光圖像（1.4毫秒）清晰顯示小行星，長曝光圖像（5秒）清晰顯示顆粒。此圖還應用了其他圖像處理技術，例如裁剪和調整每層的亮度和對比度。

Credit: NASA/Goddard/University of Arizona/Lockheed Martin

Bennu是NASA的OSIRIS-REx航天器（Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer，即太陽系起源、光譜解析、資源識別、安全保障、小行星風化層探索者）任務的目標，該任務於12月31日開始圍繞Bennu運行，軌道高度僅略高於帝國大廈。Bennu可能含有從我們太陽系一開始就存在的原始材料。

「羽流的發現是我科學事業中最大的驚喜之一，」亞利桑那大學（位於圖森）OSIRIS-REx首席研究員Dante Lauretta說，「崎嶇的地形違背了我們所有的預測。Bennu已經讓我們感到驚訝，而令人興奮的旅程才剛剛開始。「

在1月6日發現粒子羽流後不久，任務科學小組增加了觀測頻率，在接下來的兩個月內檢測到了額外的粒子羽流，也稱為「噴射事件」。儘管許多粒子都是從Bennu中噴射出來的，但該團隊還是在返回小行星表面之前追蹤了一些繞行Bennu的粒子。

OSIRIS-REx團隊最初發現圖像中的粒子噴射事件時，航天器正在距離Bennu約1.61公里的軌道上。在進行安全評估後，任務小組得出結論，粒子不會對航天器造成危險。該團隊在繼續分析粒子噴射事件及其可能的原因。

「OSIRIS-REx近三個月對Bennu的近距離調查提醒我們：發現是關於驚奇、敏捷的思維、和靈活性。」 華盛頓NASA總部行星科學部代理主任Lori Glaze說，「我們研究像Bennu這樣的小行星來了解太陽系的起源。 OSIRIS-REx的樣本將幫助我們回答一些大問題，關於我們來自哪裡。「

OSIRIS-REx於2016年發射，開始探索Bennu，使Bennu成為有史以來被航天器繞行的最小天體。研究Bennu將使研究人員能夠更多地了解我們太陽系的起源、地球上水和有機分子的來源、近地空間的資源、以及我們對可能影響地球的小行星的理解。

這張圖像顯示的是小行星Bennu的南半球和太空的視圖，展示了Bennu表面上巨石的數量和分布。該圖像於3月7日由NASA的OSIRIS-REx航天器上的PolyCam相機從大約5公里的距離獲得。位於圖像中心下方的淺色大型巨石寬約7.4米，大約是籃球場寬度的一半。

Credit: NASA/Goddard/University of Arizona

OSIRIS-REx團隊也沒有預料到Bennu表面上巨石的數量和大小。從基於地球的觀測結果來看，預期的表面應該總體比較光滑，並伴有一些巨石。然而發現卻是，Bennu的整個表面都是粗糙而密集的巨石。

高於預期的巨石密度意味著需要調整任務的樣本採集計劃，也稱為Touch-and-Go（是」采了就走「的意思，簡稱TAG）。最初的任務設計基於一個無風險的樣本站點，半徑為25米。然而，由於地形意外崎嶇，該團隊無法在Bennu表面識別出那麼大的地方，航天器已經開始識別半徑小得多的候選站點。

較小的樣本採集站點和較大數量的巨石將要求航天器在下降到地面時比原計劃更準確。任務團隊正在開發一種更新的方法（名為Bullseye TAG）以準確定位較小的樣本站點。

「在整個OSIRIS-REx在Bennu附近的運營中，航天器和運營團隊已經證明我們可以達到超出設計要求的系統性能，」NASA戈達德太空飛行中心（位於馬里蘭州格林貝爾特）的OSIRIS-REx項目經理Rich Burns說，「Bennu向我們提出了應對其崎嶇地形的挑戰，我們相信OSIRIS-REx可以勝任這項任務。」

最開始「少巨石」的估計來源於對Bennu基於地球的熱慣性（thermal inertia，或其傳導和儲存熱量的能力）觀測以及雷達測量的其表面粗糙度。現在，OSIRIS-REx已揭示Bennu的表面，證明之前對光滑表面的期望是錯誤的。這表明用於解釋先前數據的計算機模型不能充分預測小型岩石小行星的表面性質。該團隊正在使用Bennu的數據修改這些模型。

自航天器抵達Bennu以來，OSIRIS-REx科學團隊在三個月內有許多其他發現，其中一些發表在於3月19日星期二在休斯敦舉行的第50屆月球和行星會議（Lunar and Planetary Conference）上以及《自然》特別收集的論文中。

由於所謂的Yarkovsky-O"Keefe-Radzievskii-Paddack（YORP）效應，該團隊直接觀測到Bennu旋轉速率的變化。 Bennu在陽光下旋轉時，不均勻的加熱和冷卻導致它旋轉速度變大。於是，Bennu的自轉周期每100年減少約一秒。另外，兩個航天器的儀器，MapCam彩色成像儀和OSIRIS-REx熱發射光譜儀（OTES）已經在Bennu的表面上檢測到磁鐵礦（magnetite），這支持了早期發現，表明岩石與液態水在Bennu母體上的相互作用。

戈達德太空飛行中心為OSIRIS-REx提供整體任務管理、系統工程以及安全和任務保障。亞利桑那大學圖森分校的Dante Lauretta是首席研究員，亞利桑那大學也領導著科學團隊、科學觀察計劃和數據處理任務。丹佛的洛克希德?馬丁太空公司建造了航天器並提供飛行操作。戈達德和KinetX航空航天公司負責導航OSIRIS-REx航天器。OSIRIS-REx是NASA新疆界計劃（New Frontiers Program）的第三個任務，該計劃由NASA的馬歇爾太空飛行中心（位於阿拉巴馬州亨茨維爾）負責管理該機構在華盛頓的科學任務理事會。

參見：

[1]https://www.asteroidmission.org/?latest-news=nasa-mission-reveals-asteroid-big-surprises

[2]https://solarsystem.nasa.gov/news/877/nasa-mission-reveals-asteroid-has-big-surprises/

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