Klockan är 5 någonstans – och när jag är här på jorden, "happy hour" förknippas ofta med att varva ner och den valfria kalla drycken, det är då det går på gång Bennu, destinationsasteroiden för NASA:s OSIRIS-REx-uppdrag.

I en speciell samling forskningsartiklar publicerade 9 september i Journal of Geophysical Research:Planeter , OSIRIS-REx vetenskapsteam rapporterar detaljerade observationer som avslöjar att Bennu regelbundet tappar material. Rymdfarkosten OSIRIS-REx har gett planetforskare möjlighet att observera sådan aktivitet på nära håll för första gången någonsin, och Bennus aktiva yta understryker en framväxande bild där asteroider är ganska dynamiska världar. De flyende partiklarna är början på många uppenbarelser – från dess gravitationsfält, till dess inre sammansättning, Bennus karisma fortsätter att utvecklas för laget.

Publikationerna ger den första djupgående titten på arten av Bennus partikelutstötningshändelser, i detalj de metoder som används för att studera dessa fenomen, och diskutera de troliga mekanismerna som gör att asteroiden släpper ut delar av sig själv i rymden.

Den första observationen av partiklar som dyker upp från asteroidens yta gjordes i januari 2019, bara dagar efter att rymdfarkosten anlände till Bennu. Denna händelse kan ha gått helt obemärkt förbi om det inte var för det skarpa ögat från uppdragets ledande astronom och forskare från University of Arizonas Lunar and Planetary Laboratory, Carl Hergenrother, en av samlingens huvudförfattare.

Ungefär som havsgående upptäcktsresande under århundraden tidigare, rymdsonden förlitar sig på stjärnor för att fixera sin position i rymden och förbli på kurs under sin år långa resa genom rymden. En specialiserad navigeringskamera ombord på rymdfarkosten tar upprepade bilder av bakgrundsstjärnor. Genom att korsrefera konstellationerna "ser" rymdfarkosten med programmerade stjärnkartor, kurskorrigeringar kan göras vid behov.

Hergenrother tittade på dessa bilder att rymdfarkosten hade strålat tillbaka till jorden när något fångade hans uppmärksamhet. Bilderna visade asteroiden i siluett mot en svart himmel prickad med många stjärnor – förutom att det verkade vara för många.

"Jag tittade på stjärnmönstren i dessa bilder och tänkte, 'va, Jag minns inte den där stjärnhopen, "" sa Hergenrother. "Jag märkte det bara för att det fanns 200 ljuspunkter där det borde finnas cirka 10 stjärnor. Utöver det, det såg ut att bara vara en tät del av himlen."

En närmare inspektion och tillämpning av bildbehandlingstekniker avslöjade mysteriet:"stjärnhopen" var i själva verket ett moln av små partiklar som hade kastats ut från asteroidens yta. Uppföljningsobservationer gjorda av rymdfarkosten avslöjade de avslöjande ränderna som är typiska för föremål som rör sig över ramen, skiljer dem från bakgrundsstjärnorna som verkar stationära på grund av deras enorma avstånd.

"Vi trodde att Bennus stenblockstäckta yta var wild card-upptäckten vid asteroiden, men dessa partikelhändelser överraskade oss definitivt, sa Dante Lauretta, OSIRIS-REx huvudforskare och professor vid LPL. "Vi har ägnat det senaste året åt att undersöka Bennus aktiva yta, och det har gett oss en enastående möjlighet att utöka vår kunskap om hur aktiva asteroider beter sig."

Sedan vi anlände till asteroiden, teamet har observerat och spårat mer än 300 partikelutstötningshändelser på Bennu. Enligt författarna, vissa partiklar flyr ut i rymden, andra kretsar kort om asteroiden, och de flesta faller tillbaka på dess yta efter att ha lanserats. Utstötningar sker oftast under Bennus lokala två timmars eftermiddags- och kvällstid.

Rymdfarkosten är utrustad med en sofistikerad uppsättning elektroniska ögon - Touch-and-Go Camera Suite, eller TAGCAMS. Även om dess primära syfte är att hjälpa till med rymdfarkoster, TAGCAMS har nu satts i aktiv tjänst för att upptäcka eventuella partiklar i närheten av asteroiden.

Med hjälp av mjukvarualgoritmer utvecklade vid Catalina Sky Survey, som specialiserat sig på att upptäcka och spåra jordnära asteroider genom att detektera deras rörelse mot bakgrundsstjärnor, OSIRIS-REx-teamet fann att de största partiklarna som bryter ut från Bennu var cirka 6 centimeter (2 tum) i diameter. På grund av deras ringa storlek och låga hastigheter – det här är som en dusch av små småstenar i super-slo-mo – anser uppdragsteamet inte att partiklarna är ett hot mot rymdfarkosten.

"Rymden är så tom att även när asteroiden kastar av sig hundratals partiklar, som vi har sett i vissa händelser, chansen att någon av dem träffar rymdfarkosten är extremt liten, Hergenrother sa, "och även om det skulle hända, de allra flesta av dem är inte snabba eller tillräckligt stora för att orsaka skada."

Under ett antal observationskampanjer mellan januari och september 2019 för att upptäcka och spåra massa som kastats ut från asteroiden, totalt 668 partiklar studerades, med de allra flesta som mäter mellan 0,5 och 1 centimeter (0,2-0,4 tum), och rör sig med cirka 20 centimeter (8 tum) per sekund, ungefär lika snabbt – eller långsamt – som en skalbagge som susar över marken. I ett fall, en snabb outlier klockades till cirka 3 meter (9,8 fot) per sekund.

I genomsnitt, författarna observerade att en till två partiklar sparkades upp per dag, med mycket av materialet som faller tillbaka på asteroiden. Lägg därtill de små partikelstorlekarna, och massförlusten blir minimal, Hergenrother förklarade.

"För att ge dig en idé, alla dessa 200 partiklar vi observerade under den första händelsen efter ankomsten skulle passa på en 4-tums x 4-tums platta, " sa han. "Det faktum att vi ens kan se dem är ett bevis på våra kamerors kapacitet."

Författarna undersökte olika mekanismer som kunde orsaka dessa fenomen, inklusive frigjord vattenånga, nedslag av små rymdstenar som kallas meteoroider och stenar som spricker från termisk stress. De två senare mekanismerna visade sig vara de mest sannolika drivkrafterna, bekräftar förutsägelser om Bennus miljö baserat på markobservationer som föregick rymduppdraget.

Eftersom Bennu genomför en rotation var 4,3:e timme, stenblock på dess yta utsätts för en konstant termocykling då de värms under dagen och svalnar under natten. Över tid, stenarna spricker och går sönder, och så småningom kan partiklar kastas från ytan. Det faktum att partikelutstötningar observerades med större frekvens under sen eftermiddag, när stenarna värms upp, antyder att termisk sprickbildning är en viktig drivkraft. Tidpunkten för händelserna stämmer också överens med tidpunkten för meteoroidspåverkan, vilket indikerar att dessa små stötar kan kasta material från ytan. Antingen, eller båda, av dessa processer kan driva partikelutstötningarna, och på grund av asteroidens mikrogravitationsmiljö, det tar inte mycket energi att skjuta upp ett föremål från Bennus yta.

"Partiklarna var en oväntad gåva för gravitationsvetenskapen på Bennu eftersom de tillät oss att se små variationer i asteroidens gravitationsfält som vi inte skulle ha känt till annars, sa Steve Chesley, huvudförfattare till en av studierna publicerade i samlingen och senior forskare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien. "Biorna visar att det inre av Bennu inte är enhetligt. Istället, det finns fickor av material med högre och lägre densitet inuti asteroiden."

Av de partiklar som teamet observerade, vissa hade suborbitala banor, höll dem uppe i några timmar innan de slog sig ner igen, medan andra flyger från asteroiden för att gå in i sina egna banor runt solen.

I ett fall, laget spårade en partikel när den cirklade runt asteroiden i nästan en vecka. Rymdfarkostens kameror såg till och med en rikoschett, enligt Hergenrother.

"En partikel kom ner, träffade ett stenblock och gick tillbaka in i omloppsbana, " sa han. "Om Bennu har den här typen av aktivitet, då finns det en god chans att alla asteroider gör det, och det är verkligen spännande."

När Bennu fortsätter att avslöja sig själv, OSIRIS-REx-teamet fortsätter att upptäcka att denna lilla värld är glödande komplex. Dessa fynd kan fungera som en hörnsten för framtida planetariska uppdrag som försöker bättre karakterisera och förstå hur dessa små kroppar beter sig och utvecklas.