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          啥,小行星也“骨質疏松”?

          中國空間科學學會
          眼有星辰,心有大海,星辰大海等著你!
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          人上了年紀,如果不注意補鈣,會骨質疏松。

          可是你聽說過嗎?很多小行星并非我們想象如巖石或者金屬那么致密,大部分小行星其實也“骨質疏松”,內部含有較多的空隙。甚至部分小行星的孔隙率高度80%。

          小行星貝努的碎石堆表面

          實際上,大部分小行星并非致密的單體巖石,而為疏松多孔的結構,甚至是碎石堆積的結構,存在不可忽視的孔隙率(Porosity)。小行星孔隙率定義為小行星體積中宏觀空隙的占比。小行星的孔隙率也可以解釋小行星形成機制,即大量小塊巖石通過引力吸積逐漸形成大尺寸小行星。

          小行星孔隙率的分布范圍為0%-80%。小行星孔隙率的存在也導致了小行星的體積密度顯著小于顆粒密度。小行星孔隙率越高,體積密度與顆粒密度之間差別越大。

          Itokawa 小行星 (孔隙率41%)

          小行星的孔隙率也間接反映了小行星的結構信息。如果小行星孔隙率為零,則為單體巖石結構。如果小行星孔隙率超出30%,則很可能為松散的碎石堆結構。絲川小行星的孔隙率約為41%,龍宮小行星的孔隙率約為58%,貝努小行星的孔隙率約為50%,被認為是碎石堆結構。Eros 小行星的孔隙率為10%-30%,推測為破碎的單體巖石。

          龍宮小行星 (孔隙率58%)

          貝努小行星 (孔隙率50%)

          Eros 433 小行星 (孔隙率10-30%)

          小行星的“骨質疏松”特性對行星防御有著重要影響。

          首先,“骨質疏松”的小行星結構強度更低,在大氣層中更容易解體并發生空爆,降低了小行星直接撞擊地表的可能性。其危害形式主要表現為沖擊波損傷效應。當然如果小行星的直徑足夠大,小行星還是會撞擊地表。

          其次,“骨質疏松”的小行星在受到動能撞擊時,成坑寬而淺。而單體巖石結構的小行星在受到動能撞擊時,更容易形成深而窄的坑,會有更多濺射物被高速拋射出去,而高速濺射物越多,防御效果越好。因此在質量相同的條件下,“骨質疏松”的小行星更難防御。好在“骨質疏松”的小行星的密度一般較低,像龍宮/貝努小行星的密度均為1.2 克/立方厘米,在同樣的亮度條件下,質量也更輕。

          2019年4月5日,隼鳥二號釋放了一顆微型撞擊器,將一塊約2公斤的銅板加速到約2公里每秒,最終在龍宮小行星表面上形成了一個直徑約17米、深約3.5米的撞擊坑。同時發現坑中間還存在一個直徑約3米、深約0.6米的中央坑。也反映了小行星可能是分層結構,其表面孔隙率與內部空隙率是不同的。

          最后,“骨質疏松”的小行星在遭到高速撞擊時更容易解體成碎塊,有利于實施摧毀。

          以上分析仍然為定性分析,關于孔隙率對行星防御效果的影響還需要開展更多理論和數值研究。

          “骨質疏松”還會降低小行星的經濟價值。16 Psyche (靈神星)是位于小行星帶的一顆M型小行星,根據之前的估計,該小行星上96%的成分是鐵和鎳,資源總價值超過10000萬億美元。Psyche 于1852年由意大利天文學家發現,是太陽系中發現的第16號小行星,等效直徑約226公里,相當于南京到杭州的直線距離。

          該小行星被認為是一顆行星胚胎的內核,在撞擊作用下,該行星胚胎的幔層和殼層被剝離。原本小行星帶處應該存在一顆大行星,由于木星過于“貪吃”,導致沒有足夠的物質讓這顆行星胚胎發育成大行星。

          由于地核在地面極深處,人類尚不具備直接探測地核的能力。對 Psyche進行探測,將可能是人類極其罕見的機會去探測一顆行星內核,對研究大行星的形成與演化具有至關重要的意義。

          NASA計劃2022年發射飛行器去探測靈神星,預計2026年到達靈神星開展科學探測。

          然而,根據近期一項研究,亞利桑那大學的研究人員發現,Psyche的孔隙率可能高達35%,已經超出了碎石堆小行星的臨界孔隙率。與之前認為Psyche是一顆堅硬的行星內核相比,其更可能是一顆類似貝努的碎石堆小行星。

          35%的孔隙率說明其礦物含量比之前估計要少35%左右。根據亞利桑那大學的研究人員估計,其80%的成分為金屬、7%為低鐵輝石、10.5%為碳質球粒隕石。與之前估計其96%成分為鐵和鎳相差甚遠。

          如此這般,只怕其經濟價值就要大打折扣了。

          內容資源由項目單位提供

          評論
          無限探索者
          大學士級
          大部分小行星并非致密的單體巖石,而為疏松多孔的結構,甚至是碎石堆積的結構,存在不可忽視的孔隙率,這些孔隙率可以解釋小行星形成機制。
          2023-11-21
          華科普
          大學士級
          小行星的“骨質疏松”特性對行星防御有著重要影響!
          2023-11-21
          有進取心的萬事俱興場記
          少師級
          小行星形成空隙,成骨質疏松狀結構強度低,在大氣層中容易解體并發生空爆,降低了小行星直接撞擊地表的可能性。
          2023-11-21
          韩国女主播裸奶头大尺度,久久久精彩视频,欧美99综合网,国产一级二级三级视频
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