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Bennu令人惊讶的崎岖表面是由高度多孔的岩石造成的

导读 科学家们认为小行星 Bennu 的表面就像一个沙滩,富含细沙和鹅卵石,非常适合收集样本。过去在地球轨道上的望远镜观测表明存在大片细粒物

科学家们认为小行星 Bennu 的表面就像一个沙滩,富含细沙和鹅卵石,非常适合收集样本。过去在地球轨道上的望远镜观测表明存在大片细粒物质,称为细风化层,小于几厘米。

但是,当美国宇航局亚利桑那大学领导的OSIRIS-REx 小行星样本返回任务的航天器于 2018 年底抵达本努时,任务团队看到一个表面覆盖着巨石。当任务科学家观察到能够将巨石研磨成精细风化层的过程的证据时,神秘的精细风化层的缺乏变得更加令人惊讶。

由任务团队成员 Saverio Cambioni 领导的发表在《自然》杂志上的新研究使用机器学习和表面温度数据来解开这个谜团。进行这项研究时,坎比奥尼是 UArizona月球和行星实验室的研究生,现在是麻省理工学院地球、大气和行星科学系的博士后杰出研究员。他和他的同事最终发现 Bennu 高度多孔的岩石是导致表面出人意料地缺乏精细风化层的原因。

“OSIRIS-REx 中的‘REx’代表 Regolith Explorer,因此绘制和表征小行星表面是一个主要目标,”该研究的合著者和 OSIRIS-REx 首席研究员Dante Lauretta 说,他是行星科学的摄政教授。亚利桑那大学。“航天器为 Bennu 的整个表面收集了非常高分辨率的数据,在某些位置降至每像素 3 毫米。除了科学兴趣之外,缺乏精细的风化层成为任务本身的挑战,因为航天器旨在收集这样的材料。”

为了收集样本返回地球,建造了 OSIRIS-REx 航天器以在 Bennu 上大约有 100 个车位的停车场大小的区域内导航。然而,由于大量的巨石,安全采样点缩小到大约五个停车位的大小。该航天器于 2020 年 10 月成功与 Bennu 接触以收集样本材料。

艰难的开始和可靠的答案

“当 Bennu 的第一张图像出现时,我们注意到一些区域的分辨率不够高,无法查看是否有小岩石或细小的风化层。我们开始使用我们的机器学习方法,使用热发射(红外线)从岩石中分离出细小的风化层) 数据,”坎比奥尼说。

细粒风化层的热辐射不同于较大岩石的热辐射,前者受其颗粒大小控制,而后者受岩石孔隙度控制。该团队首先建立了一个与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。接下来,他们使用机器学习技术来教计算机如何在示例之间“连接点”。然后,他们使用机器学习软件分析了白天和夜间观测到的 Bennu 表面 122 个区域的热辐射。

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