《科学进展》杂志：测量陨石碎片的内聚力以识别小行星的移动性

　　小行星颗粒的内聚力会影响微重力，并且可以根据颗粒大小及其对颗粒形状的敏感性的几种假设进行评估。每天大约有数百公斤的物质从太空落入地球大气层，并被过滤成微小的颗粒和细小的灰尘。许多从太空到达地球的陨石都是小行星的碎片。

　　在现在发表在《科学进展》杂志上的一份新报告中，Yuuya Nagaashi 和日本神户大学行星学研究小组对陨石碎片进行了内聚力测量。小行星颗粒的内聚力小了几个数量级，导致在太空探索中发现的小行星表面颗粒具有高流动性。对于对地球和太阳系最早的历史感兴趣的天体生物学家来说，这些几乎没有改变的幸存粒子提供了太阳系历史最早时期的重要信息。

　　行星起源背后的基本力量

　　行星形成的开始依赖于相似和不同粒子类型之间的内聚力和粘附力，这是理解行星进化和风成过程的关键。内聚力是影响凝结过程的基本因素，影响微重力环境中的小物体。例如，由于来自航天器的气体压力或由于撞击产生的地震波加速，它构成了粒子迁移的基本力。

　　为了对这种内聚力进行直接测量，Nagaashi 及其同事使用离心法并使用马达和研杵生产了阿连德湖和塔吉什湖碳质球粒陨石碎片，并获得了具有良好表面结构特征的样品。该团队在疏散条件下或加热后进行测量，以观察潜在的影响。

　　陨石碎片的技术表征

　　为了研究陨石碎片的形状，Nagaashi 和团队使用了光学显微镜和共聚焦激光扫描显微镜。结果没有区分碎片方法，也没有表明同一陨石碎片之间的内聚力测量有显着差异。然而，当团队比较两种类型的陨石时，他们注意到阿连德碎片的凝聚力比塔吉什湖碎片大几倍。

　　研究人员使用原子力显微镜揭示了从塔吉什湖样本中获得的陨石碎片的精细表面结构，并显示了凝聚力依赖于亚微米级的表面结构。当他们加热样品时，由于表面水蒸气蒸发和水成分减少，内聚力增加了三到四倍，导致表面粘附力按比例增加的过程表明陨石碎片的内聚力取决于它们的表面拓扑结构。

　　陨石成分通常在经历潜在的水蚀变后变得更细，而在热蚀变后变得粗糙。传统上，科学家们根据与粒子大小成正比的范德华力来检测粒子在小行星表面的内聚力。

　　邦德号

　　颗粒之间的接触点取决于重力和内聚力之间的比率，称为邦德数。此前，科学家们假设内聚力与颗粒大小成正比;然而，每个碎片的总内聚力较小，表明粒子在小行星体上的移动性。

　　Nagaashi 和团队进一步研究了小行星体中粒子相对于克服重力和粘附力所需压力的移动性，并获得了低于预期的值。这种质量转移的证据对于小行星Itokawa、Ryugu 和 Bennu很常见，验证了研究中所做的理论估计。此外，颗粒的塑性变形会导致更大的内聚力，研究人员通过检查小行星的表面外观或拓扑结构来考虑小行星的内聚力。

　　外表

　　通过这种方式，Yuuya Nagaashi 及其同事检查并表征了陨石或小行星颗粒下方的内聚力或粘附力。太阳系形成过程的一般模型可以从陨石和小行星的望远镜调查中获得的证据中收集到。这里描述的工作重点是了解尘埃层内颗粒团聚形成团块的内聚力和粘附力，这些团块在大尺度星子中积累固体物质。这些天体最终迅速成长形成胚胎行星。

　　位于火星和木星之间的主要小行星带代表了内太阳系早期原行星和行星胚胎种群的幸存残余。来自这个小行星带种群的陨石提供了详细的洞察力来测量太阳系起源的内聚力和粘附力。