新研究揭示愛麗絲仙境物理學(xué)

由科羅拉多大學(xué)博爾德分校領(lǐng)導(dǎo)的這項研究揭示了愛麗絲仙境物理學(xué)，它控制著小行星貝努鳥表面附近的重力。

這一新發(fā)現(xiàn)是美國宇航局起源、光譜解釋、資源識別和安全-風(fēng)化層探索者(OSIRIS-REx)任務(wù)背后的團隊今天發(fā)表的一系列論文的一部分。他們是在2018年12月3日OSIRIS-REx第一次見到貝努鳥的三個月后來到這里的。

從那以后，飛船已經(jīng)繞著小行星繞了幾十圈，大約和帝國大廈一樣高，并從大約一英里的距離繞過了貝努鳥?！澳切┰缙诘碾娐纷尶茖W(xué)家們對這塊神秘的巖石有了新的認(rèn)識，”該項任務(wù)的無線電科學(xué)團隊負(fù)責(zé)人、科羅拉多大學(xué)博爾德分校的丹尼爾舍爾斯說。

例如，在自然天文學(xué)的研究中，他的團隊報告了小行星的質(zhì)量：令人印象深刻的730億公斤。

但是舍爾斯和他的同事們也在努力開發(fā)小行星重力圖。他們的發(fā)現(xiàn)表明，貝努鳥存在于兩種相互競爭的力量之間的微妙平衡中，這是小行星瘋狂旋轉(zhuǎn)的結(jié)果。貝努鳥每四小時完成一次完整的革命。

此外，舍爾斯說，這些力量可能在小行星的長期演化中發(fā)揮重要作用，并有可能消亡。

“當(dāng)你旋轉(zhuǎn)這個家伙時，你會在重力和離心加速度之間形成一場競爭，這將試圖讓你失望，”安和HJ斯梅德航空工程科學(xué)系的杰出教授謝雷斯說。領(lǐng)導(dǎo)無線電科學(xué)團隊的任務(wù)。

為了研究這些力，Scheeres和他的同事使用OSIRIS-REx的導(dǎo)航儀器來測量小行星對航天器施加的微小拖輪。

他們挖出的東西超出了他們的預(yù)期。根據(jù)該小組的計算，貝努鳥赤道周圍的區(qū)域被一種叫做旋轉(zhuǎn)羅氏葉的引力特性所困，這是科學(xué)家們在小行星上沒有清楚觀察到的。

實際上，這個功能變得很奇怪。例如，如果你站在貝努鳥羅氏葉的邊界內(nèi)，踩在香蕉皮上滑倒，那么不會發(fā)生太多事情——你會被耳垂夾住，倒回水中。

“然而，如果你在羅氏葉片外面，在香蕉皮上滑倒，你會滾到赤道上，”Scheeres說?！澳憧梢垣@得足夠的能量，這樣你就可以從赤道滾下來，然后進入軌道，然后進入太空?！?

這聽起來像是劉易斯卡羅爾能夠欣賞的那種環(huán)境。但他補充說，這對貝努鳥的生活也很重要。

這是因為隨著時間的推移，太陽輻射導(dǎo)致貝努鳥自轉(zhuǎn)越來越快。隨著小行星旋轉(zhuǎn)得越來越快，它的羅氏葉片也可能會收縮，這也是將貝努鳥聚集在一起的力量。

“隨著羅氏葉片在赤道附近變得越來越窄，這顆小行星更有可能失去物質(zhì)，”Scheeres說?！暗侥壳盀橹?，這種物質(zhì)已經(jīng)被重力困住了，但在某個時刻，如果小行星繼續(xù)以更快的速度旋轉(zhuǎn)，那么你就會從懸崖上掉下來?！?

換句話說，貝努鳥可能正在被遺忘的過程中。

航空航天工程助理教授、這項新研究的合著者杰伊麥克馬洪(Jay McMahon)表示，理解這些物理問題對于先進的OSIRIS-REx的科學(xué)使命也是如此。

他解釋說，2020年，任務(wù)科學(xué)家將把OSIRIS-REx推離貝努鳥幾英尺，并使用航天器的可伸縮臂從地面收集材料樣本。為了安全地做到這一點，他們需要了解內(nèi)部和外部的巖石物理。

麥克馬洪說：“你需要知道航天器運行的引力場，這可以真正實現(xiàn)所有其他科學(xué)。

“當(dāng)你去一個新世界時，你會對它的外觀有所了解，”Scheeres說?！叭缓竽阏娴娜チ四抢?，你可以開始比較你認(rèn)為與現(xiàn)實相似的東西?！?

亞利桑那大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)OSIRIS-REx的科學(xué)運行，它是由位于科羅拉多州的洛克希德馬丁航天公司建造的。美國宇航局負(fù)責(zé)馬里蘭州戈達德太空飛行中心的整體任務(wù)。

這項新研究的共同作者包括CUBOLD的研究生Andrew French和Daniel Brack，以及CUBOLD科羅拉多天體動力學(xué)中心的高級研究員PaulSnchez。平原誠司、斯特法恩范沃爾、杰森倫納德、高橋優(yōu)、耶魯安吉雷爾特、皮特安特里安、多蘭海史密斯、邁克莫羅和博別爾豪斯也為本文撰稿。

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