研究发现小行星Bennu缺乏精细颗粒物地表主要是多孔岩石

　　亚利桑那大学带领的一支科学家团队得出了一个结论类似贝努（Bennu）这样高度多孔的小行星，其表面或缺乏细颗粒物。通过早期望远镜观察，科学家们曾认为Bennu表面很像是一个沙滩，覆盖着细沙和鹅卵石等易收集的样本。但当执行OSIRISREx小行星采样任务的航天器于2018年抵达Bennu时，地面团队却有了意外的发现。
　　（图自：NASAGoddardUArizona）
　　现实表明，小行星Bennu的表面并非由小于几厘米的细分化层构成，而是覆盖着许多巨石。
　　在发表于《自然》杂志上的一篇文章中，任务团队成员SaverioCambioni尝试借助机器学习和表面温度数据来解开这个谜团。
　　可知在进行这项研究时，他还是亚利桑那大学月球与行星实验室的一名。但现在，他已经是麻省理工学院地球、大气与行星科学系的博士后杰出研究员。
　　他与同事们发现，由于Bennu具有高度多孔的岩石，最终导致其表面缺乏更精细的风化层。
　　研究配图3：高孔隙度岩石对精细风化层的产生造成了阻碍
　　研究合著者、OSIRISREx首席研究员、兼该校行星科学讲习教授DanteLauretta表示：OSIRISREx任务名的后缀，代表着‘风化层探索’（RegolithExplorer）。因而绘制小行星的特征表面，也是这项任务的一个主要目标。
　　航天器为Bennu的整个表面收集了非常高分辨率的数据，甚至某些位置的精度达到了每像素3毫米。
　　但在科学兴趣之外，精细风化层的缺乏，也对任务本身的样本收集构成了一个艰巨的挑战。
　　据悉，为了将样本带回地球，其打造的OSIRISREx航天器需要在面积与100个车位的停车场相当的区域内导航。
　　然而受大量巨石的影响，安全采样点的范围被缩小到了仅5个车位左右的大小。最终航天器于2020年10月成功与小行星接触，并收集了Bennu上的样本材料。
　　扩展数据图7
　　SaverioCambioni补充道：当看到Bennu的首张照片时，我们注意到某些区域的分辨率不够高，因而无法看到小行星上是否有小岩石或细小的风化层。但通过机器学习方法，对热发射（红外）数据进行分析后，研究人员得以从岩石从分离出细小的分化层。
　　可知与较大岩石相比，其热辐射大不相同。前者受其颗粒大小的控制，而后者受岩石孔隙度的影响。
　　为此，研究团队先构建了一套以不同比例、混合不同孔隙度的岩石的细风化层相关的热排放示例库。然后借助机器学习技术，教计算机如何在示例之间连接各个点位。
　　接着通过机器学习软件分析了白天夜间观测的Bennu表面122个区域的热辐射。Cambioni的说法是只有机器学习算法，才能有效地探索如此庞大的数据集。
　　扩展数据图9
　　数据分析完成后，研究团队发现了一些令人惊讶的事情精细分化层并不随机分布于小行星上。岩石孔隙度更高的地方，其含量反而更低，意味着Bennu地表的大部分区域都是如此。
　　最终，研究团队得出了一个结论类似Bennu具有高度多孔岩石的小行星，无法产生精细的分化层，因为他们是被压缩、而不是被流星体撞击而形成的破碎。
　　与海绵一样，演示中的空隙会缓冲来自流星的撞击，且这项发现与其它研究团队的实验结果保持一致。