NASAのオシリス・レックス探査機が撮影した画像は、コマに似たほぼ球形の小惑星ベンヌの表面から小さな粒子が時折飛び散る理由を科学者が解明するのに役立っている。
わずか20年前に発見されたベンヌは、パレルモ技術的影響危険度スケールで2番目に高い危険度評価を受けており、2175年から2199年の間に地球に衝突する確率が2,700分の1とされていることで最もよく知られているかもしれません。ベンヌがいつか地球に衝突するかどうかはわかりませんが、2018年10月からベンヌを観測しているNASAのOSIRIS-REx宇宙船のおかげで、私たちはこの小惑星とその動きについて、より多くのことを学んでいます。
ベンヌは直径約500メートル（1,640フィート）で、赤道が膨らんでいるため、子供のコマのような外観をしています。この地球近傍小惑星は、南半球に巨大なイボのように突き出た岩塊がいくつかあることを除けば、比較的滑らかな表面をしています。組成的には、その化学組成は太陽系で最も古い隕石の一つである炭素質コンドライト隕石に似ています。ベンヌは基本的に瓦礫の山で、内部には密集した斑点と空洞が見られます。
オシリス・レックスの航法カメラによる近接観測から、ベンヌは活動的な小惑星であり、定期的に表面物質の一部を剥がしていることが明らかになった。
オシリス・レックスは現在、来年予定されているサンプル採取に適した場所を探すため、ベンヌの表面を偵察しています。しかし、観測の過程で、小惑星ベンヌが自身の破片を宇宙空間に放出する現象が何度か発生しました。これらの観測は当初NASAを不安にさせ、ミッション科学者たちは探査機が衝突の危険にさらされるのではないかと懸念しました。最終的に彼らはオシリス・レックスは安全であり、対策は不要と判断し、オシリス・レックスは接近観測を継続することができました。
本日『サイエンス』誌に掲載された新しい研究では、この脱皮行動について詳細に説明されており、それが起こる理由についてもいくつかの説明が示されています。
実際、ベンヌがなぜこのような行動をとっているのかは、その天体が彗星ではなく小惑星であることを考えると、すぐには理解できません。大量の氷を含んだ彗星は、太陽に近づくとコマやガスと塵の長い尾を形成するなど、活動的な表面を持つことでよく知られています。小惑星は構成が多様ですが、視覚的にはそれほど刺激的ではありません。しかし、活動小惑星と呼ばれる小惑星は、動的な表面を特徴としています。
https://gizmodo.com/wildly-spinning-asteroid-caught-in-the-throes-of-self-d-1833647635
地球上からは何千何万もの小惑星を見ることができますが、遠く離れた場所からその表面で何が起こっているのかを観察するのは非常に困難です。とはいえ、天文学者たちはこれまでにも地上望遠鏡を用いて活動小惑星からの物質の放出を記録してきましたが、それは非常に稀で、1990年代以降に記録されたのは活動小惑星（6478）ゴルトを含めてほんの数例に過ぎません。
しかし、ベンヌのように、宇宙空間に少量の物質を放出する活動的な小惑星は、あまり知られていません。オシリス・レックス探査機は、このプロセスをこれまでにない方法で観察し、科学者たちがついにこの現象を解明するのを可能にしました。
アリゾナ大学月惑星研究所の研究員であり、今回の研究の筆頭著者である惑星科学者ダンテ・ラウレッタ氏とその同僚たちは、ベンヌの分離現象のクローズアップ画像を研究した。これまでに12回近くの個々の現象が記録されているが、今回の論文では、いずれも今年初めに発生した3つの最大の現象に焦点を当てている。
これらの現象は、OSIRIX-RExの写真の中で小さな明るい光点として現れました。研究者たちは、粒子の大きさはわずか数センチメートルと推定し、小惑星の表面のすぐ上を移動しているのが見られました。3つの現象それぞれにおいて、72～200個の微小粒子が表面から離脱しました。そして、これら3つの現象はすべて、ベンヌの午後、つまり4.3時間の短い日中の中で最も暖かい時間帯に発生しました。これらの粒子の一部は、表面に再結合するまで数日間ベンヌの軌道上に留まりましたが、一部は完全に脱出し、宇宙空間へと漂っていきました。
ローレッタ氏らは、これらの粒子放出の原因として、氷の昇華（氷が液体状態を経ずに直接蒸気に変化する現象）、自転の乱れ（高い自転速度によって小惑星が分裂する現象）、そして静電気の影響といった可能性を否定した。代わりに、これらの粒子放出は、微小隕石との衝突、脱水、熱応力破壊といった多面的なプロセスに起因すると結論づけた。これらのプロセスは、それぞれ個別に、あるいは複合的に作用し、ベンヌの表面から粒子を放出する原因となっている。
ベンヌの表面温度は激しく変動するため、熱破壊が関与している可能性は冗談ではない。3回の分離イベントのうち2回が発生した小惑星の中緯度地域では、表面温度は最低250ケルビン（摂氏マイナス23度、華氏マイナス10度）まで低下したが、その後400ケルビン（摂氏127度、華氏260度）まで上昇したと、新たな論文は述べている。これにより亀裂が生じ、表面物質が不安定になる。
このミッションはまだ終わっておらず、OSIRIS-RExは2020年に表面サンプルを収集し、2023年に地球に帰還する予定だ。
NASAは現在、宇宙船の着陸に最適な場所を探しており、特にナイチンゲール、カワセミ、ミサゴ、サンドパイパーと呼ばれる4つの場所に注目している。
NASAは安全でアクセスしやすい場所を探していますが、それは容易なことではありません。同時に、炭素を豊富に含む物質が存在する地域や、若い物質が露出しているクレーターなど、科学的に興味深い場所であることも条件となります。NASAがどの着陸地点を選ぶにせよ、来年は多くの期待が寄せられそうです。
