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間改變形狀，以及這些天體如何在太空中遷移，有時使它們危險地接近地球。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大氣與空間物理實驗室（LASP）的副研究員Sean說：“這些小行星失去的細粒材料或土壤越多，它們的遷移速度就越快。”

(資料圖片)

這項研究從幾張奇怪的照片開始。

2018年，美國宇航局的一個名為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，當航天器抵達Bennu時，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)在正在使用計算機模擬，或模型和實驗室實驗來調(diào)查這個謎團。他認為，較小的塵埃顆粒，其中一些不比一個細菌大，可能被靜電般的力量彈出小行星并進入太空，只留下較大的巖石。

研究報告的共同作者Mihály Horányi說，在這方面，Bennu并不孤單。

Horányi說：“我們意識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)在時間中，但這些天體實際上在它們的整個生命周期中繼續(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--有點像今天的月球的樣子。不久之前，一個日本太空任務(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90年代以來，LASP的科學(xué)家們在實驗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，當太陽光沐浴在多孔的石板上時，負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過程。”

為了做到這一點，研究人員，包括前CU Boulder的本科生Anthony Carroll 和 Noah Hood，進行了一系列的計算，研究兩個假設(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。其中一個假的小行星大約有半英里寬（類似于龍宮的大小），第二個則有幾英里寬（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，當塵粒跳到較大的小行星上時，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。他解釋說，小行星的遷移是因為太陽的輻射隨著時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得快。

他和他的同事可能很快就會得到更多的證據(jù)來支持他們的計算。在不到三個月的時間里，美國宇航局的一項名為"雙小行星重定向測試"（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我們的理論，”他說。“這對我們來說是件好事，但也有點傷腦筋。”