Kiedy sonda kosmiczna NASA OSIRIS-REx pobrała próbki z powierzchni asteroidy Bennu w 2020 r., siły zmierzone podczas interakcji dostarczyły naukowcom bezpośredniego testu słabo poznanych właściwości fizycznych podpowierzchniowych asteroid nasypanych gruzem. Teraz badania prowadzone przez Southwest Research Institute scharakteryzowały warstwę tuż pod powierzchnią asteroidy jako złożoną ze słabo związanych fragmentów skał zawierających dwukrotnie większą pustą przestrzeń niż cała asteroida.
„Niska grawitacja asteroid spiętrzonych gruzami, takich jak Bennu, osłabia ich okolice podpowierzchniowe, nie kompresując górnych warstw, minimalizując wpływ spójności cząstek” – powiedział dr Kevin Walsh z SwRI, główny autor artykułu na temat tych badań opublikowanego w czasopiśmie. czasopismo Nauka Postępy. „Wnioskujemy, że słabo związana warstwa podpowierzchniowa o niskiej gęstości powinna być globalną własnością Bennu, a nie tylko zlokalizowaną w punkcie styku”.
Zgodnie z nazwą „asteroida spiętrzona gruzami”, Bennu jest sferoidalnym zbiorem fragmentów skał i gruzu o średnicy 1700 stóp, utrzymywanych razem przez grawitację. Uważa się, że powstał po zderzeniu z większym obiektem pasa planetoid. Skały są porozrzucane po jego pokrytej kraterami powierzchni, co wskazuje na to, że od czasu wyzwolenia z dużo większej macierzystej asteroidy kilka milionów lub miliardów lat temu istniała ona nierówno.
Celem misji OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security-Regolith Explorer) jest zebranie i zwrócenie co najmniej 60 gramów materiału powierzchniowego z Bennu i dostarczenie go na Ziemię w 2023 roku. .
Według Walsha, naukowcy zaangażowani w misję OSIRIS-REx do tej pory mierzyli właściwości termiczne i kratery Bennu, aby oszacować wytrzymałość i porowatość odrębnych cząstek asteroidów nasypanych gruzem. Zespół cząstek lub regolitu na powierzchni asteroidy kontrolujący i wpływający na długoterminową ewolucję nie został jeszcze bezpośrednio zbadany.
Przed, w trakcie i po zdarzeniu pobierania próbek kamera do weryfikacji akwizycji próbek (SamCam) z pakietu OSIRIS-REx Camera Suite rejestrowała obrazy na ramieniu robota Touch-and-Go Sample Acquisition Mechanism (TAGSAM).
„Zdjęcia SamCam obejmujące moment kontaktu pokazują, że kontakt spowodował znaczne zakłócenia w miejscu próbki” – powiedział dr Ron Ballouz, współautor z Laboratorium Fizyki Stosowanej Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa. „Prawie każda widoczna cząstka jest przesuwana lub zmieniana we wszystkich punktach na obwodzie TAGSAM aż do promienia 15 cali”.
Te obrazy SamCam pokazały, jak siła działająca w dół TAGSAM podniosła prawie 16-calową skałę. Mimo że skała była wystarczająco mocna, by wytrzymać pękanie, zmieniono jej orientację, az jej powierzchni uniosły się małe szczątki. Ruchliwość tych cząstek w skali milimetrowej pod stosunkowo słabymi siłami sugeruje minimalne wiązanie kohezyjne z powierzchnią większej skały.
Naukowcy wysnuli teorię, że średni rozmiar cząstek regolitu wzrasta wraz ze zmniejszaniem się rozmiaru asteroidy, ponieważ większe ciała zatrzymują mniejsze materiały ze względu na wyższą grawitację powierzchniową. Następnie zespół porównał Bennu z podobnymi asteroidami wypełnionymi gruzami.
„Odkryliśmy dychotomię między szorstkimi, pokrytymi głazami powierzchniami Bennu i Ryugu a Itokawą, która obejmuje stawy mniejszych cząstek na 20% jego powierzchni” – powiedział Walsh. „Może to mieć kilka wyjaśnień, w tym to, że blisko powierzchni tego ostatniego jest wystarczająco skompresowane, aby udaremnić te mikrocząstki przenikające do wnętrza lub być może ziarniste osady są warstwami podpowierzchniowymi ujawnionymi przez niedawną destrukcyjną reorganizację ciała”.
Artykuł towarzyszący w czasopiśmie Science, którego współautorem jest Walsh, scharakteryzował 30-metrowy eliptyczny krater wykopany przez ramię TAGSAM podczas pobierania próbki. Zdarzenie zmobilizowało skały i pył do chmury gruzu, odsłaniając materiał, który jest ciemniejszy, bardziej czerwony i bardziej obfity w drobne cząstki niż oryginalna powierzchnia. Gęstość nasypowa przemieszczonego materiału podpowierzchniowego wynosi około połowy gęstości asteroidy jako całości.
Źródło historii:
Materiały dostarczone przez Instytut Badawczy Południowo-Zachodni. Uwaga: Treść można edytować pod kątem stylu i długości.