Tại sao các tiểu hành tinh Bennu và Ryugu có hình dạng ‘quay đầu’ đặc trưng của chúng

Các nhà khoa học với sứ mệnh hoàn trả mẫu tiểu hành tinh đầu tiên của NASA, OSIRIS-REx, đang đạt được một sự hiểu biết mới về vật liệu giàu carbon của tiểu hành tinh Bennu và hình dạng “quay đầu” đặc trưng. Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Đại học Arizona đã phát hiện ra rằng hình dạng và mức độ hydrat hóa của tiểu hành tinh cung cấp manh mối cho nguồn gốc và lịch sử của điều này và các cơ thể nhỏ khác.

Bennu, tiểu hành tinh mục tiêu cho nhiệm vụ OSIRIS-REx và Ryugu, mục tiêu của nhiệm vụ hoàn trả mẫu tiểu hành tinh Hayabusa2 của Cơ quan thám hiểm hàng không Nhật Bản, bao gồm các mảnh vỡ của các vật thể lớn hơn bị vỡ khi va chạm với các vật thể khác. Các mảnh nhỏ được phản ứng lại để tạo thành một cơ thể tổng hợp. Bennu và Ryugu thực sự có thể đã hình thành theo cách này từ cùng một cơ thể cha mẹ tan vỡ ban đầu. Bây giờ, các nhà khoa học đang tìm cách khám phá những quá trình dẫn đến các đặc điểm cụ thể của các tiểu hành tinh này, chẳng hạn như hình dạng và khoáng vật học của chúng.

Bennu và Ryugu đều được phân loại là các tiểu hành tinh “quay đầu”, có nghĩa là chúng có một sườn núi xích đạo rõ rệt. Cho đến nay, các nhà khoa học nghĩ rằng hình dạng này được hình thành là kết quả của lực nhiệt, được gọi là hiệu ứng YORP. Hiệu ứng YORP làm tăng tốc độ quay của tiểu hành tinh và qua hàng triệu năm, vật chất gần các cực có thể đã di chuyển để tích tụ trên đường xích đạo, cuối cùng tạo thành hình dạng quay tròn – có nghĩa là hình dạng sẽ hình thành tương đối gần đây.

Tuy nhiên trong một bài báo mới được công bố trên tạp chí Nature Communications , các nhà khoa học thuộc nhóm OSIRIS-REx và Hayabusa2 cho rằng hiệu ứng YORP có thể không giải thích được hình dạng của Bennu hoặc Ryugu. Cả hai tiểu hành tinh đều có các miệng hố tác động lớn trên đường xích đạo của chúng và kích thước của chúng cho thấy những miệng hố này là một số đặc điểm bề mặt lâu đời nhất của Bennu. Vì các miệng hố bao phủ các đường xích đạo, hình dạng đầu quay của chúng cũng phải được hình thành sớm hơn nhiều.

Ronald Ballouz, đồng đạo tác giả và cộng tác viên nghiên cứu sau tiến sĩ của OSIRIS-REx tại UArizona. “Sự hiện diện của các miệng hố xích đạo lớn trên các tiểu hành tinh này như được thấy trong các hình ảnh được trả lại bởi tàu vũ trụ, quy định rằng các tiểu hành tinh trải qua sự tái định hình gần đây do hiệu ứng YORP. Chúng tôi hy vọng những miệng núi lửa này sẽ biến mất với một YORP gần đây. tái định hình của tiểu hành tinh. “

Ngoài hình dạng của chúng, Bennu và Ryugu cũng chứa vật liệu bề mặt chịu nước dưới dạng khoáng sét. Vật liệu bề mặt của Ryugu ít giàu nước hơn Bennu, ngụ ý rằng vật liệu của Ryugu có nhiều nhiệt hơn tại một số điểm.

Giả sử Bennu và Ryugu hình thành đồng thời, bài báo tìm hiểu hai cách giải thích cho các mức độ hydrat hóa khác nhau của hai cơ thể dựa trên mô phỏng máy tính của nhóm. Một giả thuyết cho rằng khi tiểu hành tinh cha mẹ bị phá vỡ, Bennu hình thành từ vật chất gần bề mặt ban đầu trong khi Ryugu chứa nhiều vật liệu hơn từ gần trung tâm ban đầu của cơ thể cha mẹ. Một cách giải thích khác cho sự khác biệt về mức độ hydrat hóa là các mảnh vỡ trải qua các mức độ nóng khác nhau trong sự gián đoạn của tiểu hành tinh mẹ. Nếu đây là trường hợp, tài liệu nguồn của Ryugu có khả năng từ một khu vực gần điểm va chạm, nơi nhiệt độ cao hơn. Tài liệu của Bennu sẽ đến từ một khu vực không trải qua quá trình sưởi ấm, và có khả năng xa hơn từ điểm tác động.

“Những mô phỏng này cung cấp những hiểu biết mới có giá trị về cách Bennu và Ryugu hình thành,” Dante Lauretta, nhà điều tra chính của OSIRIS-REx và giáo sư khoa học hành tinh UArizona nói. “Một khi chúng tôi có các mẫu trả về của hai tiểu hành tinh này trong phòng thí nghiệm, chúng tôi có thể xác nhận thêm các mô hình này, có thể tiết lộ mối quan hệ thực sự giữa hai tiểu hành tinh.”

Các nhà khoa học dự đoán rằng các mẫu cũng sẽ cung cấp những hiểu biết mới về nguồn gốc, sự hình thành và tiến hóa của các tiểu hành tinh và thiên thạch carbon khác. Nhiệm vụ Hayabusa2 của Cơ quan thám hiểm hàng không vũ trụ Nhật Bản hiện đang quay trở lại Trái đất và dự kiến ​​sẽ giao các mẫu Ryugu vào cuối năm nay. Nhiệm vụ OSIRIS-REx sẽ thực hiện nỗ lực thu thập mẫu đầu tiên tại Bennu vào ngày 20 tháng 10 và sẽ gửi mẫu đến Trái đất vào ngày 24 tháng 9 năm 2023.

Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Arizona . Bản gốc được viết bởi Brittany Enos. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.

Tạp chí tham khảo :

1. P. Michel, R.-L. Ballouz, OS Barnouin, M. Jutzi, KJ Walsh, BH May, C. Manzoni, DC Richardson, SR Schwartz, S. Sugita, S. Watanabe, H. Miyamoto, M. Hirabayashi, WF Bottke, HC Connolly, M. Yoshikawa , DS Lauretta. Sự hình thành va chạm của các tiểu hành tinh hình trên cùng và ý nghĩa đối với nguồn gốc của Ryugu và Bennu . Truyền thông tự nhiên , 2020; 11 (1) DOI: 10.1038 / s41467-020-16433-z