美國宇航局的探測器觀察發現，一顆小行星定期噴射物質

在9月9日發表在《地球物理研究雜誌：行星》上的一組特殊研究論文中，奧西裡斯-REx（奧西裡斯-REx於2016年發射，是美國第一個小行星採樣探測器）科學團隊報告了詳細的觀察結果，顯示小行星貝努（Bennu）定期噴射出物質。奧西裡斯-REx探測器為行星科學家提供了首次近距離觀察此類活動的機會，而小行星貝努的活動表面令行星科學家們無比興奮，因為從探測器獲得圖像顯示小行星不斷逃逸出粒子。

這些出版物首次深入探討了貝努粒子發射事件的性質，詳細介紹了研究這些現象的方法，並討論了工作中導致小行星將自身碎片釋放到太空中的可能機制。

在探測器抵達貝努（Bennu）幾天後，於2019年1月首次觀察到從小行星表面彈出的粒子。如果不是該計劃的首席天文學家和亞利桑那大學的月球與行星實驗室科學家卡爾·赫根羅瑟（Carl Hergenrother）的敏銳眼光，這一事件可能已經被完全忽略了。

就像幾個世紀以來的遠洋探險者一樣，太空探測器依靠星星來固定其在太空中的位置，並在長達數年的跨太空航行中保持航向。太空飛行器上的專用導航攝像機拍攝了背景恆星的重複圖像。通過交叉參照太空飛行器與已編程的星圖「看到」的星座，可以根據需要進行航向校正。

當某些東西引起他的注意時，赫爾格洛瑟正在仔細研究這些圖像，這些圖像是飛船傳回地球的。圖像顯示小行星映襯在黑色的天空上，上面點綴著許多恆星，這些恆星數不勝數。

「我一直在看這些圖像中的星型，然後想，&39;」赫根羅瑟說，「我只注意到它是因為有200個光點，大約應有10顆星星。除此之外，它看起來只是天空的茂密部分。」

仔細檢查並應用圖像處理技術，便發現了一個謎：「星團」實際上是從小行星表面噴出的微小顆粒雲。太空飛行器的後續觀察揭示了典型的物體在整個框架上移動時所產生的明顯條紋，使它們與背景恆星區分開，背景恆星由於距離遙遠而顯得靜止。

「我們認為貝努的大石覆蓋的表面是在小行星上發現的通配符，但是這些粒子事件確實使我們感到驚訝。」 LPL教授，奧西裡斯-REx首席研究員但丁·勞雷塔（Dante Lauretta）說，「去年我們一直在調查貝努的活動表面，這為我們提供了一個難得的機會，可以擴展我們對活動小行星行為的認識。」

自到達小行星以來，該小組已經觀測並追蹤了貝努（Bennu）上的300多個粒子噴射事件。這組作者說，一些粒子逃逸到太空中，其他粒子短暫繞小行星運行，大多數粒子在發射後落回其表面。驅逐通常發生在貝努當地的兩個小時的下午和晚上時間範圍內。

該太空飛行器配備了一套精密的電子眼——即點即用相機套件或TAGCAMS。儘管TAGCAMS的主要目的是協助太空飛行器導航，但現已投入現役，以發現小行星附近的任何顆粒。

使用由卡特琳娜巡天系統（Catalina Sky Survey）開發的軟體算法，該算法專門通過檢測背景小行星相對於背景恆星的運動來發現和跟蹤近地小行星，奧西裡斯-REx小組發現從貝努噴出的最大粒子直徑約為6釐米（2英寸）。由於它們的體積小和速度低（就像在超級慢動作中噴出的小卵石一樣），任務小組並不認為這些粒子對太空飛行器構成威脅。

「太空是如此空曠，即使在小行星拋出數百個粒子的情況下，正如我們在某些事件中看到的那樣，其中一個撞擊太空飛船的機會非常小。」 赫根羅瑟說，「其中絕大多數的速度都不足以造成損壞。」

在2019年1月至2019年9月期間進行的一系列觀測活動中，專門用於探測和跟蹤從小行星噴射出的質量的過程中，共研究了668個粒子，其中絕大多數粒子的直徑在0.5到1釐米（0.2-0.4英寸）之間，並以大約每秒20釐米（8英寸），與甲蟲在地面上奔跑一樣快（或慢）。在一個實例中，一個快速的異常值以每秒約3米（9.8英尺）的速度計時。

平均而言，作者觀察到每天踢出一到兩個粒子，其中許多物質落回到小行星上。此外，赫根羅瑟解釋說，由於粒徑小，質量損失最小。

「給你一個想法，我們在到達後的第一次活動中觀察到的所有200個粒子都適合放在4英寸x 4英寸的瓷磚上。」他說，「我們甚至可以看到它們的事實證明了我們相機的功能。」

作者研究了可能導致這些現象的各種機制，包括釋放的水蒸氣，被稱為流星體的小空間巖石的撞擊以及由於熱應力而破裂的巖石。發現後兩種機制是最有可能的驅動力，根據太空任務之前的地面觀測結果證實了有關貝努環境的預測。

當貝努每4.3小時旋轉一圈時，其表面的巨石在白天加熱而在夜間冷卻時，則受到恆定的熱循環。隨著時間的流逝，巖石會破裂並破裂，最終顆粒可能會從表面拋出。下午晚些時候，當巖石變熱時，觀察到更高頻率的粒子噴射這一事實表明，熱裂紋是主要驅動力。這些事件的發生時間也與流星體撞擊的時間一致，表明這些小的撞擊可能是從表面拋出物質。這兩個過程中的一個或兩個或兩個都可能導致粒子發射，並且由於小行星的微重力環境，從貝努的表面發射物體不需要花費太多的能量。

「這些粒子是貝努引力科學的出乎意料的禮物，因為它們使我們能夠看到小行星的引力場中的微小變化，否則我們將不會知道這些變化，」該系列發表的一項研究的主要作者史蒂夫·切斯利說。以及南加州NASA噴氣推進實驗室的資深研究科學家。「軌跡表明，貝努的內部並不均勻。小行星內部有密度較高和較低的物質組成。」

小組觀察到的粒子中，有一些具有亞軌道軌跡，使它們保持高空飛行了幾個小時才沉降下來，而另一些則飛離了小行星，進入了自己圍繞太陽的軌道。

在一個實例中，研究小組追蹤到一個粒子繞小行星旋轉了近一周。赫根拉瑟（Hergenrother）表示，飛船的相機甚至見證了粒子在貝努表面彈跳。

「一個粒子掉下來，撞到一塊巨石上，然後回到了軌道。」赫根拉瑟說，「如果貝努有這種活動，那麼所有小行星都有很大的機會存在這樣現象，這確實令人興奮。」

隨著貝努繼續自我展示，奧西裡斯-REx團隊發現這個小世界非常複雜。這些發現可以作為未來行星任務的基石，這些行星任務旨在更好地表徵和理解這些小天體的行為和演化方式。