معمای سیارک بنو حل شد!!

فضاپیمای اوزیریس ـ رکس با تعجب دانشمندان سیارک بنو را پوشیده از تخته‌سنگ‌ها یافت، نه سنگهای رگولیتی که انتظارش می‌رفت. یک مطالعه جدید می‌گوید که به این دلیل است که سنگهای روی بنو بسیار متخلخل هستند.

فضاپیمای اوزیریس ـ رکس و ابزار PolyCam آن 12 تصویر جمع‌آوری کردند تا این تصویر از سیارک بنو را در 2 دسامبر 2018 به دست آورد. فضاپیما فقط 15 مایل (24 کیلومتر) از سیارک فاصله داشت. دانشمندان از دیدن سطح بنو پر از تخته سنگ شگفت زده شدند. تصویر از ناسا/ دانشگاه آریزونا.

چرا سیارک بنو در نزدیکی زمین این همه تخته‌سنگ روی سطح خود دارد؟ قبل از اواخر سال 2018، زمانی که فضاپیمای  اوزیریس ـ رکس ناسا از بنو بازدید کرد، دانشمندان انتظار داشتند که این سیارک سطحی به طور کامل یا تا حدی پوشیده از رگولیت داشته باشد. در واقع REx در OSIRIS-REx مخفف Regolith Explorer است. اما اوزیریس ـ رکس سطح بنو را پر از تخته‌سنگ و سنگهای بزرگ یافت. در این ماه (21 اکتبر 2021)، دانشمندان اعلام کردند که ممکن است اکنون پاسخی برای معمای تخته سنگ سیارک بنو داشته باشند.

راز تخته‌سنگ سیارک بنو: سنگ بدون شن

تصاویر نزدیک از یک فضاپیما نشان می‌دهد که تقریباً به طور کامل از تخته‌سنگ‌های بزرگ پوشیده شده است. چگونه این امر می‌تواند امکان‌پذیر باشد؟ همانطور که یکی از نویسندگان و محقق اصلی اوزیریس ـ رکس، دانته لائورتا در بیانیه ناسا توضیح داد:

… نقشه برداری و مشخص کردن سطح سیارک هدف اصلی بود. این فضاپیما داده‌های با وضوح بسیار بالا را برای کل سطح بنو جمع‌آوری کرد که در برخی مکانها به ۳ میلی‌متر [۱/۱۰ اینچ] بر پیکسل کاهش یافت. فراتر از علاقه علمی، فقدان سنگ رگولیت خوب به چالشی برای خود ماموریت تبدیل شد، زیرا فضاپیما برای جمع‌آوری چنین موادی طراحی شده بود.

این تصویر نمای نزدیک سطح بنو را نشان می‌دهد که پوشیده از صخره‌ها و تخته‌سنگهای بزرگ است. این عکس توسط اوزیریس ـ رکس در 21 مارس 2019 گرفته شده است. تصویر از ناسا/ گودارد/ دانشگاه آریزونا.

ساوریو کمبیونی، از دانشگاه آریزونا و MIT و نویسنده اصلی مقاله جدید، سعی کرد با استفاده از یادگیری ماشین و داده‌های دما، این معما را حل کند. او گفت:

هنگامی که اولین تصاویر بنو منتشر شد، ما به مناطقی اشاره کردیم که وضوح آن به اندازه کافی بالا نبود تا ببینیم آیا سنگهای کوچک یا رگولیت وجود دارد. ما شروع به استفاده از رویکرد یادگیری ماشینی خود برای تشخیص رگولیت از سنگ با استفاده از داده‌های انتشار حرارتی (مادون قرمز) کردیم. فقط یادگیری ماشینی می‌تواند به طور موثر مجموعه داده‌ای به این بزرگی را کاوش کند.

تشعشعات حرارتی یا تشعشعات گرمایی به دانشمندان کمک کرد تا تفاوت بین رگولیت و سنگ‌ها و تخته‌سنگ‌های بزرگ‌تر در بنو را تشخیص دهند. تشعشعات حرارتی از یک سطح گرم شده در همه جهات ساطع می‌شود. بنو، که مدارش به دور خورشید در همان قلمرو منظومه شمسی است که زمین قرار دارد (از این رو سیارک نزدیک به زمین نامیده می‌شود) در نزدیک‌ترین حالتش نسبت به زمین به خورشید نزدیک‌تر می‌شود. نام این سیارک، بنو، مربوط به یک پرنده اساطیری مصر باستان است که با خورشید، خلقت و تولد دوباره مرتبط است. همانطور که زمین توسط خورشید گرم می‌شود، بنو نیز گرم می‌شود. تشعشعات حرارتی بازتابیده شده چیزی است که به دانشمندان اجازه می‌دهد معمای تخته سنگ را حل کنند.

هنگامی که تجزیه و تحلیل داده‌ها تکمیل شد، کامبیونی و همکارانش چیز شگفت‌انگیزی را پیدا کردند: رگولیت‌ها به طور تصادفی بر روی بنو توزیع نشده، بلکه در جایی که سنگها بیشتر متخلخل بودند، که در بیشتر سطح بودند، کمتر بودند.

تیم به این نتیجه رسیدند که رگولیت‌های بسیار کمی توسط سنگهای بسیار متخلخل بنو تولید می‌شوند زیرا این سنگها با برخورد با شهاب‌سنگها تکه تکه نمی‌شوند و فشرده می‌شوند و مانند یک اسفنج، حفره‌های موجود در سنگ‌ها ضربه شهاب‌سنگ های ورودی را مهار می‌کنند. این یافته‌ها همچنین با آزمایشات آزمایشگاهی سایر گروه‌های تحقیقاتی همخوانی دارد.

چریسا آودلیدو، نویسنده و محقق، فوق دکترای مرکز ملی علمی تحقیقات (CNRS) – آزمایشگاه لاگرانژ رصدخانه و دانشگاه ساحل آزور در فرانسه می‌گوید: “اساسا، بخش بزرگی از انرژی ضربه به خرد شدن منافذ و محدود کردن تکه تکه شدن سنگها و تولید رگولیت‌های جدید می‌انجامد.”

علاوه بر این، ترک خوردگی ناشی از گرمایش و سرمایش سنگهای بنو هنگام چرخش سیارک در طول روز و شب، در سنگهای متخلخل کندتر از سنگهای متراکمتر پیش می‌رود و تولید رگولیت‌ها را کمتر می‌کند.

جیسون دورکین، دانشمند پروژه اوزیریس ـ رکس در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا می‌گوید: “هنگامی که اوزیریس ـ رکس نمونه خود از بنو (به زمین) را در سپتامبر 2023 تحویل می‌دهد، دانشمندان قادر خواهند بود نمونه‌ها را با جزئیات مطالعه کنند.” این شامل آزمایش خواص فیزیکی سنگ‌ها برای تأیید این مطالعه است. “

اوسیریس ـ رکس اکنون در راه بازگشت به زمین است. انتظار می‌رود کپسول برگشت نمونه، با نمونه‌های گرانبهای بنو در ۲۴ سپتامبر ۲۰۲۳ فرود بیاید.

 ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Asteroid Bennu’s boulder mystery solved

Posted by Paul Scott Anderson October 27, 2021

https://earthsky.org/space/asteroid-bennus-boulder-mystery-solved-regolith-osiris-rex/