NASA欧西里斯号OSIRIS-Rex探测器的最新研究：“贝努”是颗含有生命成分的古老小行星

 

比帝国大厦更高也更宽的近地小行星贝努(Bennu)，是未来150年内最有或许撞击地球的已知小行星。自2018年底，欧西里斯号探测器就绕行着这颗小行星进行具体查询，揭开它的奥秘面纱。 PHOTOGRAPHY BY NASA/GODDARD/UNIVERSITY OF ARIZONA

 

在这幅利用红外光谱技术所制作出的贝努小行星全球地图上，特别醒目的区域表明富含碳元素，像是有机分子和碳酸盐矿藏（红色）。一些巨石上的纹路显现在太阳系构成初期，贝努

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　　在这幅利用红外光谱技术所制作出的贝努小行星全球地图上，特别醒目的区域表明富含碳元素，像是有机分子和碳酸盐矿藏(红色)。一些巨石上的纹路显现在太阳系构成初期，贝努的母体小行星曾有水流动。 MAP BY SIMON ET AL., SCIENCE (2020)

 

艺术家制作的想像图：美国航太总署欧西里斯号太空船行将从贝努小行星外表搜集样本。 ILLUSTRATION BY NASA/GODDARD/UNIVERSITY

 

　　艺术家制作的想像图：美国航太总署欧西里斯号太空船行将从贝努小行星外表搜集样本。 ILLUSTRATION BY NASA/GODDARD/UNIVERSITY OF ARIZONA

 

名为「夜莺」的采样地址相当风险，在照片中央矗立着一颗高三层楼高、宽14公尺的巨石，科学家为它取名为「厄运山」（ Mt. Doom）。 PHOTOGRAPH BY

 

　　名为「夜莺」的采样地址相当风险，在照片中央矗立着一颗高三层楼高、宽14公尺的巨石，科学家为它取名为「厄运山」( Mt. Doom)。 PHOTOGRAPH BY NASA/GODDARD/UNIVERSITY OF ARIZONA (MOSAIC OF 55 IMAGES)

 

在一次测试中，欧西里斯号探测器的采样臂降落在接近贝努外表之处。 「一触即走」的采样方针是钻探并搜集至少数10克至2公斤的样本。 PHOTOGRAPH BY NA

 

　　在一次测试中，欧西里斯号探测器的采样臂降落在接近贝努外表之处。 「一触即走」的采样方针是钻探并搜集至少数10克至2公斤的样本。 PHOTOGRAPH BY NASA/GODDARD/UNIVERSITY OF ARIZONA

 

　　据美国国家地理(撰文：MICHAEL GRESHKO 编译：邱彦纶)：美国航太总署(NASA)欧西里斯号(OSIRIS-Rex)探测器的最新研讨结果为行将打开的采样行动更添刺激。

 

　　从远处调查贝努小行星，它就像是一个漂浮在太空中、宽约500公尺的旋转陀螺。美国航太总署的欧西里斯号探测器预定在10月20日在小行星外表进行采样行动，这让科学家有机会对小行星进行近距离的调查。最新的观测结果显现，贝努小行星的地形和来源比科学家所能想像的还要愈加杂乱多样。

 

　　欧西里斯号团队在10月8日出刊的《科学》(Science)与《科学进展》(Science Advances)期刊上宣布了六篇论文，介绍探测器自2018年抵达贝努小行星后所搜集到的最新高解析度测绘数据。全体来说，这些研讨供给太空船曾绕行最小天体的簇新细节，填补了科学家对小行星理解的要害空白。

 

　　天文学家可以在远距离外透过望远镜调查来测绘小行星，但准确度只能到城市或州这样大范围的区域。也能够近距离调查研讨陨石，填补小尺度的细节缺漏，但所能得知的消息仍相当受限。并未参与此项研讨的约翰霍普金斯大学使用物理实验室(Applied Physics Laboratory)行星科学家安迪.里夫金(Andy Rivkin)表明：「探测器的取样实验有助于联结这二种尺度的研讨，协助咱们看到以其他方式无法调查到的细节。」

 

　　这颗浑沌的小行星或许藏有生命最终来源的线索，这也是为什么美国航太总署会在2016年发射欧西里斯号探测器搜集贝努小行星外表样本的原因。贝努小行星是带有含碳有机分子小行星的其中一员，这些有机分子包括地球生命的必要成分，以及在有水存在时会发生变化的矿藏质。研讨人员怀疑地球上至少有部分的水和有机分子来自小行星，因而像贝努小行星这样的天体很或许在早期为地球带来生命所需的化学物质。

 

　　贝努小行星也或许对咱们的家乡构成安全要挟。它的轨迹与地球轨迹交会，在2100年代晚期与地球相撞的机率约为1/2700，因而对这颗小行星进行深入研讨格外重要。

 

 

水的来源

 

　　尽管组成贝努的许多巨石可以追溯到太阳系构成的初期，但贝努本身是在较晚的一场混乱中才构成的。研讨人员认为在大约10亿年前，小行星带内发生了一次大碰撞，摧毁了一个约97公里宽的天体。这场灾祸产生了许多碎片，构成了包括贝努在内的很多较小的小行星。

 

　　贝努的母体还年轻时，拥有足够的热量让土壤中的水坚持液态。当这些水流过小行星时，流经的裂缝中缓慢地有碳酸盐矿藏堆积。后来受到重力作用的影响，贝努从母体的残骸中诞生，有部分的原始矿藏脉完好地保存了下来，藏身在现在散布在贝努外表的岩石之中。

 

　　目前看到的最大的碳酸盐脉延伸约90公分长，这样的宽度和巨细显现贝努的母体在数千年乃至数百万年的时间内，都有很多的热液活动(hydrothermal activity)。

 

　　「这便是咱们发射太空船前往探究的原因，」欧西里斯号团队成员及论文一起作者汉娜.卡普兰(Hannah Kaplan)这么说，她是美国航太总署戈达德太空飞行中心(Goddard Space Flight Center)的行星科学家，「咱们没想到会调查到这些东西，这是无法从地球上观测到的，需要十分接近这颗小行星才能够看到。」

　　在欧西里斯号收搜集了很多高解析度数据后，碳酸盐矿脉才得以曝光。里夫金指出，探测器用来观测小行星外表组成的其中一个仪器，解析度能到达篮球场巨细，另一种用来测绘小行星外表颜色变化的仪器，解析度可准确到一张纸的巨细，还有的仪器乃至能以邮票巨细的准确度来观测贝努外表的部分区域。

 

 

古怪的太空小石头

 

　　贝努是一颗多孔的「碎石堆」小行星，由还不到地球重力百万分之一的弱小重力松散地维系在一起，因而在这个古怪的国际探究就好像梦游仙境一般。

 

　　欧西里斯号探测器在盘绕小行星期间，发现了各式各样意想不到的细节。举例来说吧，或许是受到太阳加热的缘故，有古怪的「爆裂岩石」从贝努外表喷射出来。探测器乃至在贝努的沥青色巨石中，发现了来自另一颗小行星灶神星(Vesta)的独特岩石碎片。

 

　　在这些最新宣布的研讨中，科学家在贝努小行星外表发现了两种天壤之别的岩石：一种比较坚固，另一种则较为脆弱。他们还发现小行星的颜色、保温能力、部分密度以及南北半球地形上都有细微的差别。这些因素或许揭露贝努在太空的真空中是怎么构成并随着时间风化。

 

　　欧西里斯号探测器证明贝努小行星的外表几乎全都覆盖着含碳的有机分子。在这之前，科学家依据陨石的证据一直怀疑贝努含有很多的含碳有机分子。这个估测得到证明后，我们对欧西里斯号探测器行将在10月20日测验进行的「一触即走」(touch-and-go)采样愈加信心十足。

 

　　欧西里斯号探测器行将降落在名为「夜莺」(Nightingale)的陨石坑着陆点，这是小行星上以鸟类命名的很多特征地址之一。它将在几秒钟内从小行星上搜集至少60克的颗粒和卵石，之后从小行星外表升空返回地球，估计将于2023年抵达。

 

　　「不论咱们带回的样本来自哪个地址，都应该有含水矿藏和碳元素存在，」欧西里斯号小组成员和论文一起作者艾咪.西蒙(Amy Simon)说，她是美国航太总署戈达德太空飞行中心的资深科学家。

 

　　要计画「一触即走」使命的指令十分困难，由于欧西里斯号探测器最初的规划是假定贝努小行星外表覆盖着细粒物质。但事实上，小行星外表充满着巨细相当于低矮建筑的巨大岩石。研讨人员为了制作出抵达小行星外表的安全路线，得先以数公分的准确度制作出小行星的完好地形图，乃至得要在使命进行到一半时晋级探测器的导航软体。

 

　　欧西里斯号团队的科学家对行将来临的这次严重采样使命都感到十分振奋。

 

　　「我现在还不严重——但如果你那天问我的心情怎么，我想就会彻底不同了，」西蒙笑着说：「老天保佑，这真是趟不可思议的旅程。」