新研究揭示爱丽丝仙境物理学

由科罗拉多大学博尔德分校领导的这项研究揭示了爱丽丝仙境物理学，它控制着小行星贝努鸟表面附近的重力。

这一新发现是美国宇航局起源、光谱解释、资源识别和安全-风化层探索者(OSIRIS-REx)任务背后的团队今天发表的一系列论文的一部分。他们是在2018年12月3日OSIRIS-REx第一次见到贝努鸟的三个月后来到这里的。

从那以后，飞船已经绕着小行星绕了几十圈，大约和帝国大厦一样高，并从大约一英里的距离绕过了贝努鸟。“那些早期的电路让科学家们对这块神秘的岩石有了新的认识，”该项任务的无线电科学团队负责人、科罗拉多大学博尔德分校的丹尼尔舍尔斯说。

例如，在自然天文学的研究中，他的团队报告了小行星的质量：令人印象深刻的730亿公斤。

但是舍尔斯和他的同事们也在努力开发小行星重力图。他们的发现表明，贝努鸟存在于两种相互竞争的力量之间的微妙平衡中，这是小行星疯狂旋转的结果。贝努鸟每四小时完成一次完整的革命。

此外，舍尔斯说，这些力量可能在小行星的长期演化中发挥重要作用，并有可能消亡。

“当你旋转这个家伙时，你会在重力和离心加速度之间形成一场竞争，这将试图让你失望，”安和HJ斯梅德航空工程科学系的杰出教授谢雷斯说。领导无线电科学团队的任务。

为了研究这些力，Scheeres和他的同事使用OSIRIS-REx的导航仪器来测量小行星对航天器施加的微小拖轮。

他们挖出的东西超出了他们的预期。根据该小组的计算，贝努鸟赤道周围的区域被一种叫做旋转罗氏叶的引力特性所困，这是科学家们在小行星上没有清楚观察到的。

实际上，这个功能变得很奇怪。例如，如果你站在贝努鸟罗氏叶的边界内，踩在香蕉皮上滑倒，那么不会发生太多事情——你会被耳垂夹住，倒回水中。

“然而，如果你在罗氏叶片外面，在香蕉皮上滑倒，你会滚到赤道上，”Scheeres说。“你可以获得足够的能量，这样你就可以从赤道滚下来，然后进入轨道，然后进入太空。”

这听起来像是刘易斯卡罗尔能够欣赏的那种环境。但他补充说，这对贝努鸟的生活也很重要。

这是因为随着时间的推移，太阳辐射导致贝努鸟自转越来越快。随着小行星旋转得越来越快，它的罗氏叶片也可能会收缩，这也是将贝努鸟聚集在一起的力量。

“随着罗氏叶片在赤道附近变得越来越窄，这颗小行星更有可能失去物质，”Scheeres说。“到目前为止，这种物质已经被重力困住了，但在某个时刻，如果小行星继续以更快的速度旋转，那么你就会从悬崖上掉下来。”

换句话说，贝努鸟可能正在被遗忘的过程中。

航空航天工程助理教授、这项新研究的合著者杰伊麦克马洪(Jay McMahon)表示，理解这些物理问题对于先进的OSIRIS-REx的科学使命也是如此。

他解释说，2020年，任务科学家将把OSIRIS-REx推离贝努鸟几英尺，并使用航天器的可伸缩臂从地面收集材料样本。为了安全地做到这一点，他们需要了解内部和外部的岩石物理。

麦克马洪说：“你需要知道航天器运行的引力场，这可以真正实现所有其他科学。

“当你去一个新世界时，你会对它的外观有所了解，”Scheeres说。“然后你真的去了那里，你可以开始比较你认为与现实相似的东西。”

亚利桑那大学领导OSIRIS-REx的科学运行，它是由位于科罗拉多州的洛克希德马丁航天公司建造的。美国宇航局负责马里兰州戈达德太空飞行中心的整体任务。

这项新研究的共同作者包括CUBOLD的研究生Andrew French和Daniel Brack，以及CUBOLD科罗拉多天体动力学中心的高级研究员PaulSnchez。平原诚司、斯特法恩范沃尔、杰森伦纳德、高桥优、耶鲁安吉雷尔特、皮特安特里安、多兰海史密斯、迈克莫罗和博别尔豪斯也为本文撰稿。

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