前沿發(fā)現(xiàn)—利用紅外熱像儀揭示原始小行星的高度多孔性

碳質(zhì)（C型）小行星是早期太陽系的遺物，自大約46億年前形成以來一直保存著原始物質(zhì)，表面被毫米級(jí)的顆粒覆蓋。它們可能是碳質(zhì)球粒隕石的類似物，對(duì)于理解行星形成過程至關(guān)重要。但是，它們的物理性質(zhì)仍然鮮為人知，因?yàn)樘假|(zhì)球粒隕石流星體往往無法進(jìn)入地球大氣層，且顯示的反射光譜弱或無特征。由于表面材料的物理特性，大多數(shù)沖擊彈射可能由于低重力而逃逸。因此，它們的表面物理狀態(tài)需要深入研究。

最近，日本航天科學(xué)研究院利用Hayabusa25號(hào)飛船搭載熱紅外成像儀拍攝了C型小行星162173 Ryugu的一圈的自轉(zhuǎn)熱成像圖在頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊Nature在線發(fā)表，通過熱成像以研究行星表面物理狀態(tài)。由熱慣性能得出小行星在顆粒大小，孔隙率，巨石豐度和表面粗糙度方面的情況，無需物理接觸即可進(jìn)行遠(yuǎn)程感測(cè)，即使對(duì)于多孔或松散結(jié)合的表面也能進(jìn)行觀測(cè)。

通過分析獲得的每張像素約18m或橫跨約50像素，覆蓋了其以6°的步幅旋轉(zhuǎn)的高分辨率紅外熱圖像，表明該小行星的巨石及其周圍環(huán)境具有相似的溫度，并獲得了熱能，大約300Jm-2s-0.5K-1（300 tiu）的慣性。與表面由重石塊和致密巨石組成的預(yù)測(cè)相反，這種低熱慣性表明巨石比典型的碳質(zhì)球粒隕石更加多孔，并且其周圍覆蓋著直徑大于10厘米的多孔碎片。

特寫的熱圖像證實(shí)了這種多孔碎片的存在，并且平坦的晝夜溫度曲線表明強(qiáng)烈的表面粗糙度效應(yīng)。科學(xué)家在特寫熱像圖中還觀察到白天的冰礫較冷，熱慣性超過600 tiu，相當(dāng)于類似于典型碳質(zhì)球粒隕石的致密巨石。

參考資料：

Tatsuaki Okada, Tetsuya Fukuhara, Satoshi Tanaka, et al. Highly porous nature of a primitive asteroid revealed by thermal imaging[J]. Nature. 579, 518-522, 2020.