这颗 45 亿年前的小行星贝努上的微小尘埃颗粒，正在讲述着太阳系早期历史的很多信息。作为首批返回美国进行研究的小行星样本，贝努的颗粒开始描绘出一幅宏大的画面，展现了我们在太阳系仍在形成之时，小行星形成时的各种情况。
在《自然·天文学》和《自然·地球科学》上发表的三项关于贝努样本的研究，揭示了这颗小行星的新细节，记录了它充满碰撞和化学反应的动荡过往。这三项研究都建立在贝努历史的不同侧面之上：它的形成地点和方式，它为何如此富含水分，以及是什么导致了它表面如此崎岖。
将贝努的样本带回地球
小行星贝努，更正式的名称是 101955 Bennu，是一颗近地小行星，恰好具备了完美的样本采集条件。根据 NASA 的说法，有三个因素使贝努成为理想目标：它离地球近，尺寸和自转速度合适，以及富含碳的成分。
NASA 在 2016 年发射的 OSIRIS-REx 任务，旨在从贝努上提取样本——贝努每六年接近地球一次。在 2018 年抵达贝努并在 2020 年成功采集样本后，航天器于 2023 年将样本送回地球。自那时以来，科学家们一直在努力仔细研究贝努的颗粒。
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从母体小行星分裂
这三项新研究中的第一项，解释了贝努的来源。贝努实际上是由一颗更大的“母体”小行星在与另一颗小行星碰撞后分裂出的碎片组成的，该碰撞很可能发生在火星和木星轨道之间的小行星带。母体小行星本身就是来自宇宙各处材料的拼凑物：有些来自太阳附近，有些则来自遥远的恒星。
“贝努的母体小行星可能形成于太阳系的外部，可能在巨行星木星和土星之外，”亚利桑那大学月球与行星实验室的教授、该研究的首席作者杰西卡·巴恩斯在一份声明中说。“我们认为这个母体被一颗迎面而来的小行星撞击并粉碎。然后碎片重新组合，这种情况可能重复了几次。”
研究人员通过分析样本的同位素，识别出各种材料。这使他们能够发现大量的星尘，即比太阳系更早存在的物质。这些材料还表明，贝努可能与龙宫（Ryugu）在同一片宇宙区域形成，龙宫是一颗类似的小行星，也曾是样本返回任务的对象。
化学反应和持续的碰撞
发表在《自然·地球科学》上的第二项研究，确定贝努母体小行星中的矿物质在很大程度上受到了水相互作用的影响。
母体小行星可能聚集了太阳系外部的许多冰质物质，这些物质最终融化了。然后，硅酸盐矿物质会与水发生反应，这个过程是由热量驱动的，热量可能源于小行星的初始形成，也可能源于后来的碰撞以及内部放射性元素的衰变。
“现在你有了液体与固体接触，还有热量——这就是开始进行化学反应所需的一切，”亚利桑那大学柯伊伯实验室主任、该研究的首席作者汤姆·泽加在新闻发布会上说。“水与矿物质反应，形成了我们今天看到的样子：样本中 80% 的矿物质内部含有水，这些水是在数十亿年前太阳系仍在形成时形成的。”
发表在《自然·地球科学》上的第三项研究得出结论，贝努一直遭受着持续的空间风化。
研究人员观察到了贝努颗粒表面的微小陨石坑和曾经熔化的岩石迹象，这表明小行星在遭受许多微陨石撞击的同时，也被太阳风侵蚀。不幸的是，对于贝努来说，缺乏保护性大气层使其无法抵御空间风化。
这三项研究表明，贝努为我们提供了了解早期太阳系的一个窗口，帮助科学家们回溯数十亿年前的过去。
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文章来源
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- NASA。 贝努
- Nature Astronomy。 贝努母体小行星吸积物质的多样性与起源
- Nature Geoscience。 贝努样本热液蚀变的矿物学证据
- Nature Geoscience。 贝努小行星样本中的空间风化效应
