Астероид Бенну е покрит със скали и огромни камъни. И сега, когато космическият кораб OSIRIS-REx разглежда отблизо тези скали, изследователите са в състояние да видят нещо изненадващо за безвъздушно тяло: скалите имат малки пукнатини и пукнатини.
Причината?
Най-вероятно пукнатините са от големи вариации в температурите, като слънчевата светлина нагрява скалите през деня и след това бързо се охлажда през нощта. Този процес се случва бързо и често, тъй като Bennu прави едно пълно завъртане около оста си на всеки 4,3 часа.
„Това е първият път, когато доказателство за този процес, наречен термично разбиване, е окончателно наблюдаван върху обект без атмосфера“, каза Джейми Моларо от Института за планетарни науки в Тусон, Аризона. Моларо е водещ автор на a статия, публикувана днес в Nature Communications. „Това е едно парче от пъзел, което ни казва каква е била повърхността преди и каква ще бъде след милиони години.
На Земята основната причина за напукване на скалите е атмосферните влияния. Дъждовната вода може да проникне в малки разломи или пукнатини в скалата и ако температурата падне под нулата, водата се превръща в лед и се разширява, принуждавайки пукнатините да се разширяват.
Но, разбира се, няма време на Бенну без атмосфера. Въпреки това, промените в температурите могат да имат подобен ефект. Всеки път, когато скала е изложена на промяна в температурата, повърхността ще се разширява или свива. И тъй като скалата е лош проводник на топлина, повърхността на скалата ще се разширява или свива повече от центъра на скалата. Това ще причини пукнатини от напрежение в повърхността на скалата.
Характеристики на ексфолиране върху скала (а) и върху камъни (b-f) с различен размер и местоположение на астероид Бенну от изображения, направени от космическия кораб OSIRIS-REX на НАСА. Светлият купол на хоризонта на панел (а) е камък зад ексфолиращата скала. Кредит: НАСА/Годард/Университет на Аризона.
„Като всеки процес на атмосферни влияния, термичното раздробяване причинява еволюцията на камъните и планетарните повърхности с течение на времето – от промяна на формата и размера на отделните камъни, до производството на камъчета или фин зърнест реголит, до разрушаването на стените на кратера“, каза OSIRIS-REx ( Произход, спектрална интерпретация, идентификация на ресурси, Security-Regolith Explorer) главен изследовател Данте Лаурета от Университета на Аризона, Тусон. 'Колко бързо това се случва в сравнение с други процеси на изветряне ни казва как и колко бързо се е променила повърхността.'
Учените подхвърлиха идеята, че термичното разбиване може да бъде важен процес на изветряне на безвъздушни обекти като астероиди, тъй като толкова много хора изпитват екстремни температурни разлики между деня и нощта, което усилва стреса.
Дневните максимални стойности на Bennu могат да достигнат почти дневните максимуми на Bennu могат да достигнат до приблизително 400 градуса по Келвин (260 градуса по Фаренхайт), а през нощта минималните стойности паднат до 200 градуса по Келвин (-100 градуса по Фаренхайт).
Пукнатините в скалите на Бену са доста малки и трудни за виждане, особено преди OSIRIS-REx да започне да извършва близки прелитания на астероида, в подготовка за кацане на повърхността през октомври 2020 г. за събиране на проби. Но през последните няколко месеца космическият кораб се е спуснал до 75 метра (246 фута) от повърхността на Бену и предишните маневри го приближиха до 250 метра (820 фута). OSIRIS-REx прави снимки на основните и резервни места за да получите дори снимки с висока разделителна способност, за да се подготвите за частта за събиране на проби от мисията.
3-D модел на Бенну. Кредит: Приложения и разработка на технологии за визуализация на НАСА (VTAD)
Други процеси могат да доведат до подобни характеристики, но анализът на екипа ги изключи. Освен от изветряне, скалите, притиснати от тектонската дейност, също могат да се напукат, но Бенну е твърде малък за такава дейност. Метеороидните въздействия се случват върху Bennu и със сигурност могат да напукат скали, но те не биха причинили видовете напуквания и други ерозии, наблюдавани от космическия кораб. Освен това няма следи от ударни кратери, където се случва напукването.
„Наблюдавахме доказателства за термично счупване на Земята и на Марс, и двете среди, където химическото изветряне може да играе роля“, каза Моларо. „Ето защо, макар теоретично да е възможно термичното разбиване на безвъздушно тяло да се случи самостоятелно, не беше ясно дали напреженията ще бъдат достатъчно силни, за да причинят растеж на пукнатини при липса на химически ефекти.
Тази глобална карта на повърхността на астероид Бенну е мозайка от изображения, събрани от космическия кораб OSIRIS-REx на НАСА между 7 март и 19 април 2019 г. Кредит: НАСА/Годард/Университет на Аризона
Моларо каза, че наблюденията на космическия кораб са в съответствие с научните модели на термично предизвикано разрушаване на скалите без други механизми за изветряне.
„Балканите на Бену показват много възможни признаци на термично раздробяване, но най-ясни са изображенията, показващи ексфолиране, където тънки слоеве материал се отлепват от повърхностите на камъните“, каза Моларо. „Тези открития предоставят съществени и убедителни доказателства, че термичното разбиване играе важна роля върху безвъздушните повърхности на тялото, което има големи последици за разбирането на еволюцията на астероидните повърхности, орбити и популации.
Екипът на мисията откри характеристики, съответстващи на термичното разбиване, използвайки OSIRIS-REx Camera Suite (OCAMS) на космическия кораб, който може да види елементи на Bennu, по-малки от един сантиметър (почти 0,4 инча). Откриха доказателства за ексфолиране, при което термичното раздробяване вероятно причинява отлепване на малки, тънки слоеве (1 – 10 сантиметра) от повърхностите на камъните. Космическият кораб също направи снимки на пукнатини, минаващи през камъни в посока север-юг, по линията на напрежение, което ще бъде получено от термично разбиване на Бенну.
Това откритие за Bennu ще помогне за бъдещи изследвания на други безвъздушни тела.
„Все още нямаме добри ограничения за степента на разрушаване от термично разбиване“, каза Моларо, „но можем да ги получим сега, когато всъщност можем да наблюдаваме доказателства за това за първи път на място“.
Концепцията на този художник показва космическия кораб OSIRIS-REx на НАСА, който се спуска към астероид Бенну, за да събере проба от повърхността на астероида. Процедурата по вземане на проби ще се проведе на 20 октомври. Кредит: НАСА/Годард/Университет на Аризона
OSIRIS-REx за кратко ще кацне на повърхността на Bennu в опит да извлече повърхностни проби. Понастоящем това е насрочено за 20 октомври 2020 г. Ако първият опит е неуспешен, OSIRIS-Rex е оборудван за множество опити за събиране на проби. След като мисията приключи през 2021 г., OSIRIS-REx ще се върне у дома, като донесе ценния си, девствен товар на Земята през септември 2023 г. Ако всичко върви по план, пробите ще бъдат изследвани на Земята за десетилетия напред.
Източници:
Институт по планетарни науки
НАСА
Paper in Nature Communica ции
