Ryugu小行星样本表明微观流星体轰击造成的破坏 _小行星

以20km/s（a）和300km/s（b）的速度在不同时间尺度上模拟微流星体轰击的快照。点状代表蛇纹石的元素如下：镁（黄色）、二氧化硅（灰色）、氧（红色）和氢（蓝色）。Fs是飞秒，代表千万亿分之一秒。来源：Shoji等人， 2024 。
据美国物理学家组织网（汉娜·伯德）：小行星是我们太阳系形成的遗迹，虽然许多小行星可以在火星和木星轨道之间的小行星带内找到，但有些则不能。其中一个天体是小行星（162173）Ryugu，一颗1公里宽的近地小行星，据信起源于小行星带。然而，它已经移动到距离地球3亿公里的地球轨道上。
这颗小行星不断受到太空碎片的轰击，发表在《天体物理学杂志》上的新研究表明，即使是微观粒子也会产生破坏性影响。
日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）于2018年和2019年发射了隼鸟2号宇宙飞船，对小行星进行遥感和样本采集。对这些样品的实验室研究发现了页硅酸盐（片状硅酸盐矿物，如富含镁的蛇纹石和皂石）的独特脱水模式，其中包含的氧原子和氢原子之间的键被破坏。
值得注意的是，日本宇宙航空研究开发机构的Daigo Shoji博士指出，小至2纳米的微小流星体（微流星体）有能力对Ryugu造成损害。这是因为粒子被太阳风等离子体的磁场加速到高速，太阳风等离子体主要由速度达到~400公里s-1的质子组成。
计算分子动力学模拟用于评估组成蛇纹石的二氧化硅、镁、氧和氢原子的相互作用，因为化学反应发生在亚纳秒的时间尺度上（在这些实验中发生在一万亿分之一秒内）——用肉眼观察太快了。
Shoji博士发现，当彗星以约20公里/秒-1的速度撞击时，大约有200个氧氢键断裂，但当纳米级尘埃粒子以约300公里/秒1的速度撞击后，这一数字显著增加到2000个断裂的氧氢键（喷射的原子）。在低速情况下产生的撞击坑只有4.4纳米（作为参考，人类头发的平均直径为90000纳米）。
实验中探索的另一个因素是温度对Ryugu风化的影响。这颗小行星的表面温度每天在~310至~340开尔文（约37-67°C）之间变化，不暴露在阳光下时低至200开尔文（-73°C）。
然而，结果显示矿物质的脱水没有显著变化， Shoji博士转而确定撞击物的动能作为化学反应的诱导剂，在温度超过1000开尔文（~727°C）的情况下。这是一个重要因素，因为蛇纹石在600°C以上的温度下会变得不稳定，从而导致粘结断裂。
尽管如此，解离的原子实际上可能会重新结合形成水和硅烷醇官能团（结合二氧化硅、氧气和氢气），这可能最终有助于抵消小行星微轰击过程中喷射原子引起的脱水。