소행성 BENNU에서 왜 입자가 방출 되는가?

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NASA의 OSIRIS-REx 우주선은 2018 년 12 월 소행성 Bennu에 도착했으며, 불과 1 주일 후 Bennu에 대해 이상한 점을 발견했습니다. 소행성이 우주로 입자를 방출하고있었습니다.

우주선의 내비게이션 카메라는 먼저 입자를 발견했지만 과학자들은 처음에는 입자가 배경에서 별이라고 생각했습니다. 면밀히 조사한 후, OSIRIS-REx 팀은 이들이 암석 입자임을 깨달았으며 위험을 초래할 우려가있었습니다.

질량을 잃는 소행성은“활성 소행성”이라고하며 때로는“메인 벨트 혜성”입니다. 그들은 때때로 혜성의 꼬리처럼 보이는 먼지와 부스러기의 일시적인 흔적을 남깁니다. 이런 종류의 소행성이 처음 관찰되었을 때 천문학 자들은 흔적이 혜성 꼬리처럼 녹는 얼음으로 만들어 졌다고 생각했다. 그러나 이제 소행성을 활성화시킬 수있는 몇 가지 메커니즘이 있다는 것을 알고 있습니다.

천문학 자들은 많은 활성 소행성을 발견하지 못했으며 대부분 망원경에서 볼 수있는 물질을 많이 잃어 가고 있습니다. 대부분의 소행성이 안정적이며 실제로 Bennu는 지구 기반 관측에서 비활성 소행성 인 것처럼 보였다. 당연히 OSIRIS-REx와 함께 일하는 과학자들은 더 많은 것을 알고 싶었고 우주선과의 충돌로 인해 소행성 중 하나를 가까이에서 연구 할 수있는 계획되지 않은 기회가 나타났습니다.

"이는 소행성이 어떻게 작동하는지에 대한 지식을 넓힐 수있는 좋은 기회입니다."
Dante Lauretta 교수, OSIRIS-REx Mission 교장, 수사관.

투산 애리조나 대학교의 OSIRIS-REx 수석 연구원 인 단테 로레타 (Dante Lauretta)는“벤누의 많은 놀라움과 함께, 입자 방출은 우리의 호기심을 불러 일으켰으며, 우리는이 수수께끼를 조사하기 위해 지난 몇 달을 보냈습니다. "이것은 소행성이 어떻게 작동하는지에 대한 우리의 지식을 넓힐 수있는 좋은 기회"라고 보도 자료에서 말했다.

Bennu와 같은 활성 소행성에는 여러 가지 원인이 있습니다. 승화 얼음, 충격, 회전 불안정성, 열 파괴 및 정전기 반발이 그 중 일부입니다. Lauretta와 다른 과학자들은 12 월 6 일 Science에 발표 된 논문에서 Bennu의 질량 손실에 대한 관찰 결과를 발표했습니다. 이 논문의 제목은“활성 소행성 (101955) Bennu 표면에서 입자가 방출되는 에피소드”입니다.

이 논문의 제목은 이러한 입자 방출이 연속적인 것이 아니라 일시적인 것임을 명확하게합니다. 이 팀은 1 월 6 일, 1 월 19 일 및 2 월 11 일에 입자 배출의 3 가지 가장 큰 에피소드에 중점을 두었습니다. OSIRIS-REx가 약 200 개의 입자가 Bennu를 떠나는 것을 보았을 때 가장 큰 사건은 1 월 6 일이었습니다. 전체적으로 입자는 초당 약 3 미터 (6 피트)로 이동했으며 1 인치 미만에서 4 인치 (10cm)까지의 크기 범위를 가졌습니다.

세 가지 각각은 소행성 표면의 다른 위치에서 발생했습니다. 하나는 남반구에서, 다른 하나는 적도 부근에서 발생했습니다. 그들은 모두 정오에 일어 났으며 그 위치에 대해서는 별다른 것이 없습니다.

Bennu에서 방출 된 후 두 가지 중 하나가 입자에 발생했습니다. 소행성의 표면으로 떨어지기 전에 며칠 동안 잠시 궤도를 돌거나 우주로 방출되었습니다.

연구팀은 입자 방출을 조사한 후 몇 가지 원인을 제거하고 유성 충돌, 열 응력 파괴 또는 수증기 방출의 세 가지 잠재적 원인을 해결했습니다.

Bennu의 이웃은 많은 작은 우주 암석이 울려 퍼지는 바쁜 곳입니다. 한 가지 가능성은이 암석들이 OSIRIS-REx를 보지 않고 Bennu를 치고 입자를 느슨하게 흔들어 궤도로 보내거나 우주로 내보냈을 가능성이 있습니다.

열 파쇄는 또한 입자를 설명 할 수 있습니다. Bennu의 회전 시간은 4.3 시간이며, 소행성의 표면 온도는 그 시간 동안 크게 다릅니다. 세 가지 주요 입자 방출 사건은 온도가 추운 야간 최저 기온에서 낮 최고 기온으로 상승하는 오후에 모두있었습니다. 이러한 온도 변화로 인해 바위가 갈라지고 입자가 방출 될 수 있습니다.

또는 물 방출 일 수 있습니다. Bennu에는 상당한 양의 점토가 포함되어 있으며 주간 가열로 인해 팽창하여 압력이 가중 될 수 있습니다. 이 압력은 암석에 균열과 틈새가 생겨 암석을 흔들고 버스 입자가 느슨해져 빠져 나갈 수 있습니다.

물론 대답은 이것들 중 하나가 아닐 수도 있습니다. Bennu의 활성 표면에는 여러 가지 이유가있을 수 있습니다.

캘리포니아 패서 디나에있는 NASA 제트 추진 연구소의 논문 및 선임 연구 과학자 인 스티브 체 슬리 (Steve Chesley)는“이러한 가능한 메커니즘 중 하나 이상이 작동 중일 수있다. 표면 재료를 작은 조각으로 쪼개어 우주에 자갈을 발사하기가 훨씬 쉬워졌습니다.”

이것이 다른 소행성에 의미하는 바는 아직 확실하지 않습니다. Bennu는 물을 함유하고 있지만 모든 소행성이 아닙니다. 따라서 물이 나오면 과학자들은 "건조한"소행성에 대한 결론을 내릴 수 없습니다. 그러나 입자 방출이 유성 충격 및 / 또는 열 파단으로 인해 발생하는 경우, 이러한 작은 입자 손실은 모든 작은 소행성에서 발생할 수 있습니다.

2020 년 여름, OSIRIS-REx는 Bennu에서 샘플을 수집하여 2023 년까지 지구로 돌려 보낼 것입니다. 방출 된 다음 소행성으로 돌려 보낸 입자는 샘플링 중에 채취하기에 충분히 작으므로 일부는 지구로 돌아올 수 있습니다 . 샘플 중 재료가 배출되는지 확인하기는 어렵지만 불가능하지는 않습니다. 그것의 일부라면, 우리는 활성 소행성과 샘플에서 입자 방출을 일으키는 원인에 대해 더 많이 배울 수 있습니다.

한편, OSIRIS-REx는 Bennu에서 오랫동안 과학 장비로 연구 할 것입니다. 샘플을 수집하기 전에 소행성에 대해 많은 것을 배우게됩니다. 아마도 더 놀라운 일이있을 것입니다.