前沿發現—利用紅外熱像儀揭示原始小行星的高度多孔性

碳質（C型）小行星是早期太陽系的遺物，自大約46億年前形成以來一直保存著原始物質，表面被毫米級的顆粒覆蓋。它們可能是碳質球粒隕石的類似物，對于理解行星形成過程至關重要。但是，它們的物理性質仍然鮮為人知，因為碳質球粒隕石流星體往往無法進入地球大氣層，且顯示的反射光譜弱或無特征。由于表面材料的物理特性，大多數沖擊彈射可能由于低重力而逃逸。因此，它們的表面物理狀態需要深入研究。

最近，日本航天科學研究院利用Hayabusa25號飛船搭載熱紅外成像儀拍攝了C型小行星162173 Ryugu的一圈的自轉熱成像圖在頂級學術期刊Nature在線發表，通過熱成像以研究行星表面物理狀態。由熱慣性能得出小行星在顆粒大小，孔隙率，巨石豐度和表面粗糙度方面的情況，無需物理接觸即可進行遠程感測，即使對于多孔或松散結合的表面也能進行觀測。

通過分析獲得的每張像素約18m或橫跨約50像素，覆蓋了其以6°的步幅旋轉的高分辨率紅外熱圖像，表明該小行星的巨石及其周圍環境具有相似的溫度，并獲得了熱能，大約300Jm-2s-0.5K-1（300 tiu）的慣性。與表面由重石塊和致密巨石組成的預測相反，這種低熱慣性表明巨石比典型的碳質球粒隕石更加多孔，并且其周圍覆蓋著直徑大于10厘米的多孔碎片。

特寫的熱圖像證實了這種多孔碎片的存在，并且平坦的晝夜溫度曲線表明強烈的表面粗糙度效應。科學家在特寫熱像圖中還觀察到白天的冰礫較冷，熱慣性超過600 tiu，相當于類似于典型碳質球粒隕石的致密巨石。

參考資料：

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.