سطح سیارک بنو دانشمندان را شگفت زده کرد
دانشمندان مأموریت اوزیریس ـ رکس تصور میکردند نمونهبرداری از بنو مانند پیادهروی در ساحل آسان است، اما سطح ناهموار شگفتانگیز آن چالشبرانگیز بود. اعتبار: ناسا/گوددارد/دانشگاه آریزونا
با استفاده از دادههای ماموریت اوزیریس ـ رکس ناسا، تیمی از دانشمندان به رهبری دانشگاه آریزونا به این نتیجه رسیدند که سیارکهایی با سنگهای بسیار متخلخل، مانند بنو ، باید فاقد مواد دانه ریز در سطح خود باشند.
دانشمندان تصور میکردند که سطح سیارک بنو مانند یک ساحل شنی است که ماسه و سنگریزه فراوانی وجود دارد و برای جمعآوری نمونهها بسیار مناسب خواهد بود. مشاهدات قبلی تلسکوپ از مدار زمین نشان داده بود که بخشهای زیادی از مواد ریز دانه به نام رگولیت ریز کوچکتر از چند سانتیمتر وجود دارد.
اما هنگامی که فضاپیمای ماموریت بازگشت سیارک اوزیریس ـ رکس به رهبری دانشگاه ناسا در آریزونا در اواخر سال 2018 به بنو رسید، تیم مأموریت سطحی را پوشیده از تخته سنگ دید. کمبود اسرارآمیز رگولیتها حتی زمانی شگفتانگیزتر شد که دانشمندان مأموریت شواهدی از فرایندهایی را دیدند که قادر به خرد کردن تختهسنگها به یک سنگ رگولیت هستند.
تحقیقات جدید توسط تیم ماموریت Saverio Cambioni هدایت شد، از دادههای یادگیری ماشین و دمای سطح برای حل این معما استفاده کرد. کامبیونی دانشجوی کارشناسی ارشد آزمایشگاه قمری و سیاره UArizona در زمان انجام تحقیقات بود و اکنون یک دانشجوی برجسته پسادکتری در بخش زمین، علوم جوی و سیاره در موسسه فناوری ماساچوست است. او و همکارانش سرانجام دریافتند که سنگهای بسیار متخلخل بنو مسئول فقدان شگفتانگیز سطح رگولیت خوب هستند.
دانته لورتا، یکی از محققان علوم سیارهای، نویسنده و محقق اصلی اوزیریس ـ رکس، میگوید: “REX” در OSIRIS-REx مخفف Regolith Explorer است، بنابراین نقشهبرداری و توصیف سطح سیارک هدف اصلی بود. دانشگاه آریزونا “این فضاپیما دادههای با وضوح بسیار بالا را برای کل سطح بنو جمع آوری کرد که در برخی نقاط تا 3 میلیمتر بر پیکسل کاهش یافته بود. فراتر از علاقه علمی، فقدان سنگ رگولیت خوب برای خود ماموریت به چالشی تبدیل شد، زیرا فضاپیما برای جمعآوری چنین موادی طراحی شده بود. “
برای جمعآوری نمونه برای بازگشت به زمین، فضاپیمای اوزیریس _رکس برای حرکت در منطقهای در بنو تقریباً به اندازه 100 جای پارک فضایی ساخته شد. با این حال، به دلیل وجود تخته سنگهای متعدد، محل نمونهبرداری ایمن تقریباً به اندازه پنج جای پارک کاهش یافت. این فضاپیما با موفقیت برای جمعآوری نمونه مواد در اکتبر 2020 به بنو رفت.
“هنگامی که اولین تصاویر از بنو رسید، ما به مناطقی اشاره کردیم که وضوح آنها به اندازه کافی بالا نبود تا ببینیم آیا سنگهای کوچک یا رگولیت خوب وجود دارد. ما از روش یادگیری ماشینی خود برای جداسازی رگولیت از سنگها با استفاده از دادههای انتشار حرارتی (مادون قرمز) استفاده کردیم. “
انتشار حرارتی ناشی از رگولیت خوب متفاوت از سنگهای بزرگتر است، زیرا اولین مورد با اندازه ذرات آن کنترل میشود، در حالی که دومی با تخلخل سنگ کنترل میشود. این تیم ابتدا آرشیوی از نمونههای انتشارات حرارتی مرتبط با رگولیت را تهیه کردند که در نسبتهای مختلف با سنگهایی با تخلخل مختلف مخلوط شدهاند. سپس، آنها از تکنیکهای یادگیری ماشینی برای آموزش نحوه اتصال نقاط بین مثال به رایانه استفاده کردند. سپس، آنها از نرمافزار یادگیری ماشین برای تجزیه و تحلیل انتشار حرارتی از 122 منطقه در سطح بنو مشاهده شده در طول روز و شب استفاده کردند.
کامبیونی گفت: “فقط یک الگوریتم یادگیری ماشین میتواند به طور کارآمد مجموعه دادهای به این بزرگی را کشف کند.”
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. “
منبع:
Asteroid Bennu’s Surface Surprised Scientists – Here’s the Reason for the Mysterious Lack of Fine Regolith
By UNIVERSITY OF ARIZONA OCTOBER 9, 2021
https://scitechdaily.com/asteroid-bennus-surface-surprised-scientists-heres-the-reason-for-the-mysterious-lack-of-fine-regolith/