当地的小行星贝努曾经充满了小河流

当地的小行星贝努曾经充满了小河流

长期以来,科学家一直渴望更好地了解可能引发地球生命的具体化学成分。但经过数亿年的小行星撞击、地震和其他普遍的破坏,很难弄清楚数百万年前,更不用说数十亿年前,什么物质覆盖了地球表面——而这些物质是揭示生命起源的关键信息。

这就是 NASA 向小行星 Bennu 发射航天器(起源、光谱解析、资源识别、安全、风化层探测器,简称 OSIRIS-REx)的原因之一。自太阳系形成以来,这块太空岩石几乎没有受到任何影响,因此研究它可以为我们了解早期生命提供一个窗口,并帮助我们更好地了解我们所知的生命起源。

2018 年末,OSIRIS-REx 进入了贝努的轨道,距离地球和火星之间的某个地方数亿英里,并花了数月时间近距离观察该物体。今天,在《科学》《科学》杂志上 《Advances》杂志报道,一支研究人员大军分享了他们迄今为止拼凑起来的贝努历史——这个故事可能最终有助于揭开我们卑微的起源之谜。

OSIRIS-REx 团队的行星科学家、今天发表的六篇研究论文中的两篇的合著者汉娜·卡普兰 (Hannah Kaplan) 表示:“贝努是一个在时间中冻结的物体,它记录了这些非常早期的过程。” “此次任务的推动点之一是,这些小行星可能带来了一些形成地球生命的前体有机物质。”

虽然小行星很少经历那些会抹去行星表面过去痕迹的剧变(例如风、雨和火山活动等),但这并不意味着它们已经是死寂的岩石。今天的结果强调,贝努具有明显的活跃迹象。如果研究人员希望利用这颗小行星作为了解早期太阳系的窗口,他们将不得不理清这颗小行星变化的各种方式。

卡普兰和她的同事们在完成对小行星的整体勘测并放大特别感兴趣的地点后,就发现了一个这样的迹象。在拍摄贝努乌黑如烟的岩石照片时,OSIRIS-REx 的相机还捕捉到了嵌入小行星巨石中的明亮条纹和斑点,这些条纹和斑点宽几英寸,长几英尺。“我们永远无法从地面上的望远镜看到这些东西,”卡普兰说。“它们在那里很令人惊讶,反过来,它又改变了我们对小行星上发生的事情的理解。”

研究小组将另一台仪器——OSIRIS-REx 的可见光和红外光谱仪——对准了这些浅色的“脉状物”,以弄清他们看到的是什么。光谱仪通过物质吸收和反射的特定颜色的光来识别物质,而航天器的读数表明,这些白色带状物是由一种叫做碳酸盐的物质构成的。碳酸盐通常是由地球上的水沉积而成的,这强烈暗示着贝努曾经是湿润的。

研究人员早就知道小行星经常携带冰,事实上 OSIRIS-REx 已经在 Bennu 上探测到含有碎裂水分子的粘土,但液体对其宿主的塑造程度仍是一个悬而未决的问题。然而,新的研究结果表明,在太阳系的黎明时期,当目前帝国大厦大小的 Bennu 还是一个大约 60 英里宽的更大物体的一部分时,水流相当充足。随着冰融化,它很可能渗入表面裂缝并流过前 Bennu 体,沿途滴落碳酸盐。为了形成观察到的最大静脉,研究人员估计,这些水流可能已经渗入了大约二十几英里宽的区域。

这张新照片显示,贝努小行星前身是一片湿润的小行星,这与地球上的陨石研究结果相吻合,研究人员在地球上也曾看到过类似的碳酸盐脉。但在显微镜下,陨石中的脉络几乎看不清,而 OSIRIS-REx 探测器在半英里外绕行时,却能辨认出这颗小行星的明亮斑点。“我们认为,在贝努小行星上,我们看到的是类似的东西,只是规模更大,”卡普兰说。

虽然贝努的光斑揭示了它湿润的过去,但它漆黑的表面却揭示了它生机勃勃的现在。光谱观测表明,一层卡普兰称之为“有机黏糊物”的物质覆盖着今天的小行星表面。这种由碳、硫、氧和其他元素组成的复杂分子的混乱混合物看起来可能不怎么样(卡普兰将其比作煤或沥青的一种关键成分,从化学角度来说),但许多研究人员认为,我们极其遥远的祖先从古代地球表面的类似成分中聚集起来——这些成分可能是由像贝努这样的小行星带来的。

研究小组发现,这种有机(即富含碳)烟灰在某些区域更厚,他们将其解释为相对较新的太空“风化”的证据。有机物质很脆弱,科学家之前曾发现小行星将小石块抛入太空,向宇宙揭示其底层物质。任性的宇宙射线和微小的陨石可能撞击了新暴露的部分,破坏了复杂的分子,并导致其厚薄分布。更好地了解这些过程将有助于研究人员更清楚地了解年轻地球可能从小行星获得多少有机物质。

不久之后,研究人员将能够亲自研究贝努的碎片。该航天器计划于 10 月 20 日收集多达 2 盎司的小行星泥土。任务规划人员打算在 2023 年 9 月将样本带回地球,届时行星科学家将充分利用地面研究机器的全部力量,填补贝努过去和现在的更多细节。

卡普兰说:“通过向我们提供表面这一位置的真正清晰快照,我们将能够了解整个故事。”

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