利用红外热像仪揭示原始小行星的高度多孔性

前沿发现—利用红外热像仪揭示原始小行星的高度多孔性

碳质（C型）小行星是早期太阳系的遗物，自大约46亿年前形成以来一直保存着原始物质，表面被毫米级的颗粒覆盖。它们可能是碳质球粒陨石的类似物，对于理解行星形成过程至关重要。但是，它们的物理性质仍然鲜为人知，因为碳质球粒陨石流星体往往无法进入地球大气层，且显示的反射光谱弱或无特征。由于表面材料的物理特性，大多数冲击弹射可能由于低重力而逃逸。因此，它们的表面物理状态需要深入研究。

最近，日本航天科学研究院利用Hayabusa25号飞船搭载热红外成像仪拍摄了C型小行星162173 Ryugu的一圈的自转热成像图在顶级学术期刊Nature在线发表，通过热成像以研究行星表面物理状态。由热惯性能得出小行星在颗粒大小，孔隙率，巨石丰度和表面粗糙度方面的情况，无需物理接触即可进行远程感测，即使对于多孔或松散结合的表面也能进行观测。

通过分析获得的每张像素约18m或横跨约50像素，覆盖了其以6°的步幅旋转的高分辨率红外热图像，表明该小行星的巨石及其周围环境具有相似的温度，并获得了热能，大约300Jm-2s-0.5K-1（300 tiu）的惯性。与表面由重石块和致密巨石组成的预测相反，这种低热惯性表明巨石比典型的碳质球粒陨石更加多孔，并且其周围覆盖着直径大于10厘米的多孔碎片。

特写的热图像证实了这种多孔碎片的存在，并且平坦的昼夜温度曲线表明强烈的表面粗糙度效应。科学家在特写热像图中还观察到白天的冰砾较冷，热惯性超过600 tiu，相当于类似于典型碳质球粒陨石的致密巨石。

参考资料：

Tatsuaki Okada, Tetsuya Fukuhara, Satoshi Tanaka, et al. Highly porous nature of a primitive asteroid revealed by thermal imaging[J]. Nature. 579, 518-522, 2020.