從班努小行星上的撞擊小孔計算它的演化時序

歐西里斯號（Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer，縮寫 OSIRIS-REx）最近完成從班努（Bennu）小行星表面獲取樣本的目標。自從歐西里斯號首次抵達班努小行星以來，第一印像是小行星的表面比預期的要堅固得多。

在尋找採樣點的過程中，科學家獲得了小行星表面前所未有的細節。2019年7月，歐西里斯號開展了一項名為軌道B（Orbital B）計劃的觀測活動（上圖左邊），在該活動中我們獲得了表面每個像素一厘米分辨率的圖像。在這種配置下，歐西里斯號在小行星的日照面和暗夜面交界的飛行平面中環繞小行星飛行。拍攝到圖像是陰影場景（上圖右邊）。因為從太陽到小行星表面的照射角度非常陡峭。很難分辨出小石塊，但有時我們可以看到這些小石瑰投射的長像素級陰影。因此，我們知道它們應該在表面上某個位置。歐西里斯號今年稍後時間會改變運行角度，屆時將會提供更好的表面照射角度和更高分辨率的圖像，從而使細小石塊更加顯著。

但是，正如人們可以看到陰影中的事物與實際上並不存在時一樣，我們需要驗證這些確實是撞擊坑。幸運的是，正當我們為班努小行星拍攝那些陰沉的照片時，由加拿大航天局貢獻的歐西里斯號激光測高儀繪製了約5厘米分辨率的立體地圖。激光測高儀數據使我們對小行星表面有不同的看法。激光測高儀消除了關於隕石坑是真正的隕石坑還是只是照片中的影子分岐。測量在班努小行星上發現的最大隕石坑的形態，並確認它們的形狀類似於實驗室衝擊實驗中產生的隕石坑的形狀。

在圖像處理工作組的幫助下，將圖像正確添加到班努小行星的形狀模型中，並測量了隕石坑和它們的主卵石的大小。我們最終測量了六百多個隕石坑。根據隕石坑相對於其宿主巨石的大小，我們提出了一種方法來估算巨石的衝擊強度，從而使我們了解了撞擊器製作這些隕石坑的大小。我們發現這些隕石坑的計數統計數據與近地天體的統計數據相似。因此，我們推斷這些巨石上的隕石坑必須記錄班努小行星在近地軌道運行的時間。然後，根據隕石坑的總數和大小，我們能夠測量出巨石的暴露年齡，得到的數值是一百七十五萬年。這個年齡遠少於班努小行星表層的預期年齡，而分裂事件可能在一億多年前的主小行星帶中形成班努小行星本身。

返回的樣本將使我們對於班努小行星地面暴露年齡和它的岩石強度測量精度有更清晰的認識。如果得到驗證，這個開發的技術將來可以更放心地應用在其它沒有大氣層保護的行星上。

【圖：美國太空總署；文：節譯自2020年11月4日新聞公佈】研究全文刊登在2020年11月4日出版的《自然-天文學》期刊