Phân tích dữ liệu miệng núi lửa của tiểu hành tinh Ryugu chiếu sáng lịch sử địa chất phức tạp

Phân tích các miệng hố va chạm trên Ryugu bằng dữ liệu hình ảnh viễn thám của tàu vũ trụ Hayabusa 2 đã làm sáng tỏ lịch sử địa chất của tiểu hành tinh gần Trái đất.

Một nhóm nghiên cứu do Trợ lý Giáo sư Naoyuki Hirata thuộc Khoa Địa chất học tại Trường Khoa học của Đại học Kobe đã tiết lộ 77 miệng núi lửa trên Ryugu. Thông qua việc phân tích các mô hình vị trí và đặc điểm của các miệng hố, họ đã xác định rằng bán cầu đông và tây của tiểu hành tinh được hình thành ở các khoảng thời gian khác nhau.

Hy vọng rằng dữ liệu thu thập được có thể được sử dụng làm cơ sở cho nghiên cứu và phân tích tiểu hành tinh trong tương lai.

Những kết quả này được công bố lần đầu tiên trên tạp chí Icarus vào ngày 5 tháng 11 năm 2019.

Giới thiệu

Hayabusa 2 của Cơ quan Vũ trụ Nhật Bản (JAXA) đã được sử dụng để thực hiện các nhiệm vụ khác nhau nhằm tăng cường hiểu biết của chúng ta về tiểu hành tinh Ryugu gần Trái đất quay tròn. Kể từ khi đến vào tháng 6 năm 2018, tàu vũ trụ không người lái đã lấy mẫu và một số lượng lớn hình ảnh của tiểu hành tinh. Hy vọng rằng những điều này có thể tiết lộ nhiều hơn về sự hình thành và lịch sử của Ryugu.

Nhóm nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng dữ liệu hình ảnh để xác định số lượng và vị trí của các miệng hố va chạm trên tiểu hành tinh. Các miệng hố va chạm được hình thành khi một tiểu hành tinh nhỏ hơn hoặc sao chổi chạm vào bề mặt của tiểu hành tinh. Phân tích sự phân bố không gian và số lượng miệng hố va chạm có thể cho thấy tần suất va chạm và các nhà nghiên cứu viện trợ trong việc xác định tuổi của các khu vực bề mặt khác nhau.

Phương pháp nghiên cứu

Trước hết, dữ liệu hình ảnh từ Hayabusa 2 đã được phân tích. Hayabusa 2 có nhiều loại máy ảnh khác nhau bao gồm Máy ảnh dẫn đường quang học (ONC). Nhóm ONC đã có thể chụp khoảng 5.000 hình ảnh của Ryugu và tiết lộ nhiều tính năng bề mặt – bao gồm các miệng hố va chạm. Đối với nghiên cứu này, dữ liệu hình ảnh thu được từ máy ảnh ‘ONC-T’ trong khoảng thời gian từ tháng 7 năm 2018 đến tháng 2 năm 2019 đã được sử dụng. Nhóm nghiên cứu đã phải xác định hình ảnh nào trong số những hình ảnh này cho thấy các miệng hố. 340 hình ảnh đã được sử dụng để đếm miệng núi lửa, với hình ảnh stereopair giúp dễ dàng xác định các miệng hố. Một bản đồ khảm hình ảnh toàn cầu được xây dựng từ các hình ảnh ONC và được hiển thị trên mô hình máy tính có hình dạng của Ryugu. Phần mềm Công cụ lập bản đồ cơ thể nhỏ sau đó được sử dụng để đo kích thước, vĩ độ và kinh độ của các miệng hố.

Các vết lõm được xác định trên Ryugu được chia thành bốn loại – tùy thuộc vào mức độ rõ ràng của chúng. Suy thoái loại I đến III được phân loại là các miệng hố riêng biệt. Trầm cảm loại IV chỉ có các đặc điểm gần như tròn, do đó thật khó để xác định liệu chúng có phải là miệng hố hay không. Nhiều miệng núi lửa chứa đầy những tảng đá hoặc thiếu hình dạng khác biệt. Những áp lực quá mơ hồ để xác định đã bị loại khỏi kết quả.

Kết quả nghiên cứu

Nhóm nghiên cứu đã có thể xác định tất cả các miệng hố va chạm có đường kính trên 10 đến 20m trên toàn bộ bề mặt của Ryugu – tổng cộng 77 miệng hố. Hơn nữa, một mô hình đã được phát hiện trong phân phối của họ. Phần của bán cầu đông gần kinh tuyến được tìm thấy có nhiều miệng hố nhất. Đây là khu vực gần miệng núi lửa lớn tên Cendrillon – một trong những lớn nhất của Ryugu. Ngược lại, hầu như không có bất kỳ miệng hố nào ở bán cầu tây – cho thấy phần này của tiểu hành tinh được hình thành sau đó. Phân tích cũng tiết lộ rằng có nhiều miệng hố ở vĩ độ thấp hơn ở vĩ độ cao hơn trên Ryugu. Nói cách khác, có rất ít miệng núi lửa ở vùng cực của Ryugu.

Dãy xích đạo ở bán cầu đông được xác định là một cấu trúc hóa thạch. Khi các tiểu hành tinh như Ryugu quay với tốc độ cao, điều này có thể thay đổi hình dạng của chúng. Người ta cho rằng sườn núi này hình thành trong quá khứ xa xôi trong một khoảng thời gian khi Ryugu chỉ mất 3 giờ để xoay. Vì bán cầu đông và bán cầu tây được hình thành ở các giai đoạn khác nhau trong lịch sử của tiểu hành tinh – điều này cho thấy đã có ít nhất hai trường hợp tốc độ quay của Ryugu tăng lên.

Nghiên cứu thêm

Kết quả của nghiên cứu này đã được tổng hợp thành một danh mục miệng hố tác động toàn cầu cho Ryugu. Hy vọng rằng cơ sở dữ liệu này có thể được sử dụng làm cơ sở cho nghiên cứu trong tương lai và việc so sánh các kết quả này với các tiểu hành tinh tương tự sẽ dẫn đến sự hiểu biết nhiều hơn về các vật thể thiên văn này.

Hayabusa2 dự kiến ​​sẽ thả viên nang chứa các mẫu bề mặt của Ryugu vào bầu khí quyển Trái đất vào cuối năm 2020. Phân tích các mẫu này sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc hơn về tiểu hành tinh và cách nó được hình thành.

Bảng chú giải:

Hình ảnh Stereopair: hình ảnh của cùng một đối tượng nhưng từ một góc độ khác nhau. Xem hình ảnh trong một stereopair bằng mỗi mắt có thể làm cho hình ảnh xuất hiện 3D – tạo cảm giác về chiều sâu.

Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Kobe . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.

Tạp chí tham khảo :

1. Naoyuki Hirata, Tomokatsu Morota, Yuichiro Cho, Masanori Kanamaru, Sei-ichiro Watanabe, Seiji Sugita, Naru Hirata, Yukio Yamamoto, Rina Noguchi, Yuri Shimaki, Eri Tatsumi, Kazuo Yoshioka Moe Matsuoka, Rie Honda, Shingo Kameda, Manabu Yamada, Toru Kouyama, Hidehiko Suzuki, Chikatoshi Honda, Kazunori Ogawa, Yuichi Tsuda, Makoto Yoshikawa, Takanao Saiki, Satoshi Tanaka, Fuyuto Terui, Soshi , Đi Ono, Yuya Mimasu, Kent Yoshikawa, Tadateru Takahashi, Yuto Takei, Atsushi Fujii, Hiroshi Takeuchi, Tatsuaki Okada, Kei Shirai, Yu-ichi Iijima. Sự phân bố không gian của các miệng hố va chạm trên Ryugu . Icarus , 2020; 338: 113527 DOI: 10.1016 / j.icarus.2019.113527