Toen NASA's OSIRIS-REx-ruimtevaartuig in 2020 monsters van het oppervlak van asteroïde Bennu verzamelde, gaven de krachten die tijdens de interactie werden gemeten, wetenschappers een directe test van de slecht begrepen bijna-ondergrondse fysieke eigenschappen van asteroïden met puinhopen. Nu heeft een door het Southwest Research Institute geleide studie de laag net onder het oppervlak van de asteroïde gekarakteriseerd als samengesteld uit zwak gebonden rotsfragmenten die tweemaal de lege ruimte bevatten als de totale asteroïde.

"De lage zwaartekracht van puinhopen asteroïden zoals Bennu verzwakt de nabije ondergrond door de bovenste lagen niet samen te drukken, waardoor de invloed van deeltjescohesie wordt geminimaliseerd", zegt Dr. Kevin Walsh van SwRI, hoofdauteur van een artikel over dit onderzoek gepubliceerd in de tijdschrift Wetenschapsvooruitgang . "We concluderen dat een lage dichtheid, zwak gebonden ondergrondse laag een globale eigenschap van Bennu moet zijn, niet alleen gelokaliseerd op het contactpunt."

Bennu, passend bij de benaming "asteroïde met puinhopen", is een bolvormige verzameling rotsfragmenten en puin met een diameter van 1.700 voet en wordt bij elkaar gehouden door de zwaartekracht. Men denkt dat het is gevormd na een botsing met een groter object in de asteroïdengordel. Rotsen zijn verspreid over het zwaar bekraterde oppervlak, wat aangeeft dat het een ruig bestaan ​​heeft gehad sinds het enkele miljoenen of miljarden jaren geleden werd bevrijd van zijn veel grotere ouderasteroïde.

Het doel van de OSIRIS-REx-missie (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification en Security–Regolith Explorer) is om ten minste 60 gram oppervlaktemateriaal van Bennu te verzamelen en terug te brengen en dit in 2023 op aarde af te leveren. inzichten.

Volgens Walsh hebben onderzoekers die betrokken zijn bij de OSIRIS-REx-missie tot nu toe de thermische eigenschappen en kraters van Bennu gemeten om de sterkte en porositeit van afzonderlijke deeltjes van puinhoop-asteroïden te schatten. Het geheel van deeltjes (of regoliet) aan het oppervlak van een asteroïde dat de evolutie op lange termijn controleert en beïnvloedt, is tot nu toe niet rechtstreeks onderzocht.

Voor, tijdens en na de bemonsteringsgebeurtenis heeft de Sample Acquisition Verification Camera (SamCam) van de OSIRIS-REx Camera Suite beelden vastgelegd door te kijken naar de Touch-and-Go Sample Acquisition Mechanism (TAGSAM) robotarm.

"De SamCam-beelden die het moment van contact tussen haakjes zetten, laten zien dat het contact aanzienlijke verstoring veroorzaakte op de monsterlocatie", zei Dr. Ron Ballouz, een co-auteur van het Applied Physics Laboratory van de Johns Hopkins University. "Bijna elk zichtbaar deeltje wordt verplaatst of geheroriënteerd op alle punten langs de omtrek van TAGSAM, tot een straal van 15 inch."

Deze SamCam-beelden toonden de neerwaartse kracht van TAGSAM die een bijna 16-inch rots optilde. Hoewel sterk genoeg om breken te weerstaan, werd de rots geheroriënteerd en kleine brokstukken kwamen los van het oppervlak. De mobiliteit van deze deeltjes op millimeterschaal onder relatief zwakke krachten suggereert een minimale samenhangende binding met het oppervlak van het grotere gesteente.

Wetenschappers hebben getheoretiseerd dat de gemiddelde regolietdeeltjesgrootte toeneemt naarmate de asteroïde kleiner wordt, omdat grotere lichamen kleinere materialen vasthouden vanwege een hogere zwaartekracht aan het oppervlak. Het team vergeleek Bennu vervolgens met soortgelijke asteroïden met puinhopen.

"We ontdekten een tweedeling tussen de ruwe, met keien bedekte oppervlakken van Bennu en Ryugu versus Itokawa, waaronder vijvers met kleinere deeltjes over 20% van het oppervlak," zei Walsh. "Dit kan verschillende verklaringen hebben, waaronder dat het nabije oppervlak van de laatste voldoende is gecomprimeerd om deze microdeeltjes te frustreren die in het binnenste doordringen, of misschien zijn de korrelige afzettingen ondergrondse lagen die zijn onthuld door een recente ontwrichtende reorganisatie van het lichaam."

Een begeleidend artikel in het tijdschrift Science , co-auteur van Walsh, karakteriseerde de 30 meter lange elliptische krater die werd uitgegraven door de TAGSAM-arm toen het het monster verzamelde. De gebeurtenis mobiliseerde stenen en stof in een puinpluim, waardoor materiaal werd blootgelegd dat donkerder, roder en meer aanwezig was in fijne deeltjes dan het oorspronkelijke oppervlak. De bulkdichtheid van het verplaatste ondergrondse materiaal is ongeveer de helft van die van de asteroïde als geheel. + Verder verkennen

NASA-ruimtevaartuig observeert asteroïde Bennu's rotsblok 'lichaamspantser'