科学家首次分析了水星上巨石的丰度及决定它的因素

2022年05月25日 09:03 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

近日,科学家们收到了关于有关最接近太阳的行星--水星上的条件的新信息。据悉,来自美国、俄罗斯和芬兰的一个国际行星科学家小组首次分析了水星上巨石的丰度和决定它的因素。研究的细节和结论已发表在专门研究太阳系和其他行星系统的《Icarus》上。

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水星是太阳系中最小的行星,最接近太阳。它比月球略大,它们的表面也相似。为了研究水星上的巨石,研究人员筛选了NASA MESSENGER太空探测器上的窄角相机在2015年执行水星轨道任务时获得的近3000张图像。他们注意到了只有14块大小为5米的巨石(目前更小的物体还无法区分)。

然后,科学家们监测了月球表面的图像。月球图像的质量则要好得多。因此,为了将地球的天然卫星跟水星的“肖像”进行充分的比较,有必要专门将月球照片的质量“恶化”到相同的水平。

加利福尼亚大学的研究员Mikhail Kreslavsky表示:“对材料的比较使我们得出结论,在水星上发现巨石的次数比月球上少大约30倍。由于源数据的限制,这个确切的定量估计本身是不准确的。然而水星上巨石的重大相对稀有性可以坚定而可靠地确定。”

科学家认为,这种差异是由三个因素决定的。第一个因素是对水星的微陨石通量。由于这颗行星靠近太阳,它的数量是50多倍,速度是对月球通量的1.5-5.5倍。行星际尘埃的微小颗粒撞击水星的巨石,它们会像研磨材料一样研磨着这些石头,其速度几乎是月球的15倍。

第二个因素是水星表面拥有更厚的雷石层(松散的土壤),它是同样强烈的微陨石轰击的“产物”。由于雷石层较厚,几十米大小的空间物体撞击水星时,对该星球的“创伤”要小得多,从其表面撞出的巨石也少得多。行星科学家们认为,微粒子对巨石的侵蚀,加上更厚的雷石的影响,也许是解释水星上巨石数量不多的主要条件。

第三个因素是水星上在晴天时发生的周期性温度变化(它相当于地球的176天)。作为离太阳最近的行星,水星的温度波动是太阳系中所有行星中最大的:从80到700K。

“巨大的热应力--是月球上的2.5倍--导致材料迅速磨损、出现无数大的和微的裂缝并最终导致水星上巨石的破坏。然而在月球上,巨石的‘寿命’达到1亿年,”乌拉尔联邦大学和芬兰地理空间研究所高级研究员、赫尔辛基大学行星科学讲师Maria Gristevich说道。

由于水星上的巨石数量相对较少,所以科学家们既确定了它们形成的罕见情况也确定了较快的破坏过程。

Gritsevich表示:“我们的分析受到大多数现有水星表面图像的质量和有限的高分辨率图像的限制。可以根据下一次对水星的任务继续进行研究。欧洲航天局(ESA)和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的联合任务BepiColombo于2018年10月发射,计划于2025年12月到达水星。BepiColombo任务的结果将对进一步的巨石研究非常有利。特别是如果热应力对巨石的湮灭有很大的贡献,那么巨石丰度与水星‘极热’的反相关性将是可以预期的,这可以用HRIC图像进行检验。”

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