Sollys knækker sten på Bennu

Asteroider sidder ikke bare der og laver ingenting, mens de kredser om Solen. De bliver bombarderet af meteoroider, sprængt af rumstråling, og nu, for første gang, videnskabsmænd ser beviser på, at selv lidt solskin kan slide dem ned.

Stener på asteroiden Bennu ser ud til at revne, da sollys varmer dem op i løbet af dagen, og de køler ned om natten, ifølge billeder fra NASAs OSIRIS-REx (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security—Regolith Explorer) rumfartøj.

"Dette er første gang bevis for denne proces, kaldet termisk frakturering, er blevet definitivt observeret på et objekt uden atmosfære, " sagde Jamie Molaro fra Planetary Science Institute, Tucson, Arizona, hovedforfatter på et papir, der optræder i Naturkommunikation 9. juni. "Det er en brik i et puslespil, der fortæller os, hvordan overfladen plejede at være, og hvordan det vil være millioner af år fra nu."

"Som enhver forvitringsproces, termisk frakturering forårsager udviklingen af ​​kampesten og planetoverflader over tid - fra at ændre formen og størrelsen af ​​individuelle kampesten, til fremstilling af småsten eller finkornet regolit, at nedbryde kratervægge, " sagde OSIRIS-REx hovedefterforsker Dante Lauretta fra University of Arizona, Tucson. "Hvor hurtigt dette sker i forhold til andre forvitringsprocesser fortæller os, hvordan og hvor hurtigt overfladen har ændret sig."

Stener udvider sig, når sollys opvarmer dem i løbet af dagen og trækker sig sammen, når de afkøles om natten, forårsager stress, der danner revner, der vokser langsomt over tid. Forskere har i et stykke tid troet, at termisk frakturering kunne være en vigtig forvitringsproces på luftløse objekter som asteroider, fordi mange oplever ekstreme temperaturforskelle mellem dag og nat, forstærker stressen. For eksempel, dagtimerne på Bennu kan nå næsten 127 grader Celsius eller omkring 260 grader Fahrenheit, og natlige lavpunkter styrtdykker til omkring minus 73 grader Celsius eller næsten minus 100 grader Fahrenheit. Imidlertid, mange af de afslørende træk ved termisk frakturering er små, og før OSIRIS-REx kom tæt på Bennu, det højopløsningsbillede, der kræves for at bekræfte termisk frakturering på asteroider, eksisterede ikke.

Missionsholdet fandt funktioner i overensstemmelse med termisk frakturering ved hjælp af rumfartøjets OSIRIS-REx Camera Suite (OCAMS), som kan se funktioner på Bennu mindre end en centimeter (næsten 0,4 tommer). Det fandt tegn på eksfoliering, hvor termisk frakturering sandsynligvis forårsagede små, tynde lag (1-10 centimeter) for at flage af stenoverflader. Rumfartøjet producerede også billeder af revner, der løber gennem kampesten i nord-sydlig retning, på linje med stress, der ville blive frembragt ved termisk frakturering på Bennu.

Andre forvitringsprocesser kan producere lignende funktioner, men holdets analyse udelukkede dem. For eksempel, regn og kemisk aktivitet kan forårsage eksfoliering, men Bennu har ingen atmosfære til at producere regn. Stener klemt af tektonisk aktivitet kan også eksfoliere, men Bennu er for lille til en sådan aktivitet. Meteoroide nedslag forekommer på Bennu og kan helt sikkert knække sten, men de ville ikke forårsage den jævne erosion af lag fra kampestens overflader, der blev set. Også, der er ingen tegn på nedslagskratere, hvor eksfolieringen finder sted.

Yderligere undersøgelser af Bennu kan hjælpe med at bestemme, hvor hurtigt termisk frakturering slider på asteroiden, og hvordan det kan sammenlignes med andre forvitringsprocesser. "Vi har endnu ikke gode begrænsninger for nedbrydningsrater fra termisk frakturering, men vi kan få dem nu, hvor vi faktisk kan observere det for første gang in situ, " sagde OSIRIS-REx-projektets videnskabsmand Jason Dworkin fra NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Laboratoriemålinger af egenskaberne af prøverne returneret af rumfartøjet i 2023 vil hjælpe os med at lære mere om, hvordan denne proces fungerer."

Et andet forskningsområde er, hvordan termisk frakturering påvirker vores evne til at vurdere overfladens alder. Generelt, jo mere forvitret en overflade er, jo ældre den er. For eksempel, en region med mange kratere er sandsynligvis ældre end et område med få kratere, forudsat at påvirkninger sker med en relativt konstant hastighed på tværs af et objekt. Imidlertid, yderligere forvitring fra termisk frakturering kunne komplicere et aldersestimat, fordi termisk frakturering vil ske med forskellig hastighed på forskellige kroppe, afhængig af ting som deres afstand fra solen, længden af ​​deres dag, og sammensætningen, struktur og styrke af deres klipper. På legemer, hvor termisk frakturering er effektiv, så kan det få kratervægge til at bryde ned og erodere hurtigere. Dette ville få overfladen til at se ældre ud ifølge krateroptegnelsen, når den faktisk er yngre. Eller det modsatte kan forekomme. Mere forskning i termisk brud på forskellige kroppe er nødvendig for at begynde at få styr på dette, ifølge Molaro.