利用NASA OSIRIS-REx任务的数据，科学家们得出结论：像贝努这样表面岩石具有高孔隙度的小行星，其表面应当缺乏细粒物质。
但是，当美国宇航局(NASA)牵头、由亚利桑那大学领导的OSIRIS-REx小行星样本返回任务的航天器于2018年底到达贝努(Bennu)时，任务团队看到的是一个被巨石覆盖的表面。当任务科学家观察到能够将巨石磨成细小表岩屑(regolith)的过程的证据时，这种神秘地缺乏细小表岩屑的现象变得更加令人惊讶。
发表在《自然》杂志上、由任务团队成员Saverio Cambioni领导的新研究，利用机器学习(machine learning)和表面温度数据解开了这个谜团。Cambioni在进行这项研究时是亚利桑那大学月球与行星实验室的研究生，现在是麻省理工学院地球、大气与行星科学系的杰出博士后研究员。他和他的同事们最终发现，贝努的高多孔性岩石(highly porous rocks)是其表面出人意料地缺乏细小表岩屑的原因。
"OSIRIS-REx中的'REx'代表表岩屑探测器(Regolith Explorer)，因此绘制小行星表面地图并对其进行表征是一个主要目标，"研究合著者、OSIRIS-REx首席研究员、亚利桑那大学行星科学摄政教授Dante Lauretta说。"航天器为贝努的整个表面收集了非常高分辨率的数据，某些地方的分辨率达到了每像素3毫米。除了科学兴趣之外，缺乏细小表岩屑对任务本身也构成了挑战，因为航天器是为了收集这种材料而设计的。"
为了采集样本并将其带回地球，OSIRIS-REx航天器被设计成能够在贝努上一个大约有100个停车位大小的区域内导航。然而，由于巨石众多，安全的采样区域被缩减到大约只有五个停车位大小。该航天器于2020年10月成功接触贝努并收集了样本材料。
多石的开始与坚实的答案
"当贝努的第一批图像传来时，我们注意到一些区域的分辨率不够高，无法看清是否有小岩石或细小表岩屑。我们开始使用我们的机器学习方法，通过热辐射(thermal emission)（红外）数据将细小表岩屑从岩石中分离出来，"Cambioni说。
细小表岩屑的热辐射与较大岩石的热辐射不同，因为前者受其颗粒大小控制，而后者受岩石孔隙度(porosity)控制。研究团队首先建立了一个热辐射示例库，这些示例与不同比例混合了各种孔隙度岩石的细小表岩屑相对应。接着，他们使用机器学习技术教计算机如何在示例之间"建立联系"。然后，他们使用机器学习软件分析了在白天和夜晚观测到的贝努表面122个区域的热辐射。
"只有机器学习算法才能高效地探索如此庞大的数据集，"Cambioni说。
当数据分析完成时，Cambioni和他的合作者们发现了令人惊讶的事情：细小表岩屑并非随机分布在贝努上，而是在岩石孔隙度更高的地方更少，而这种情况存在于大部分表面。
该团队得出结论，贝努的高多孔性岩石产生的细小表岩屑非常少，因为这些岩石在受到流星体撞击时是被压缩而不是碎裂。就像海绵一样，岩石中的空隙缓冲了来袭流星的撞击。这些发现也与其他研究小组的实验室实验相符。
"基本上，撞击能量的很大一部分用于压碎孔隙，从而限制了岩石的破碎和新的细小表岩屑的产生，"研究合著者、法国国家科学研究中心(CNRS) – 法国蔚蓝海岸天文台和大学拉格朗日实验室的博士后研究员Chrysa Avdellidou说。
此外，随着小行星在昼夜交替中旋转，贝努岩石因加热和冷却而产生的裂缝在多孔岩石中比在致密岩石中发展得更慢，进一步阻碍了细小表岩屑的产生。
"当OSIRIS-REx在2023年9月将其采集的贝努样本送回地球时，科学家将能够详细研究这些样本，"NASA戈达德太空飞行中心的OSIRIS-REx项目科学家Jason Dworkin说。"这包括测试岩石的物理性质以验证这项研究。"
其他任务有证据证实该团队的发现。日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的隼鸟2号(Hayabusa 2)任务探测了与贝努类似的碳质小行星龙宫(Ryugu)，发现龙宫同样缺乏细小表岩屑且拥有高多孔性岩石。相反，JAXA的隼鸟号(Hayabusa)任务于2005年探测了小行星糸川(Itokawa)，发现其表面有丰富的细小表岩屑。糸川是一颗S型小行星，其岩石成分与贝努和龙宫不同。Cambioni和他的同事们先前的一项研究，利用来自地球的观测数据，证明了糸川的岩石孔隙度低于贝努和龙宫。
"几十年来，天文学家们一直在争论近地小行星是否可能拥有裸露的岩石表面。当航天器在21世纪初访问了S型小行星爱神星(Eros)和糸川，并在其表面发现了细小表岩屑时，出现了最无可争议的证据，证明这些小行星可能拥有大量的细小表岩屑，"研究合著者、同样就职于拉格朗日实验室的CNRS研究主任Marco Delbo说。
该团队预测，在碳质小行星上，大片的细小表岩屑应该不常见。碳质小行星是所有小行星类型中最常见的，并且被认为拥有像贝努这样的高孔隙度岩石。相比之下，富含细小表岩屑的地形在S型小行星上应该很常见。S型小行星是太阳系中第二常见的小行星群，并且被认为拥有比碳质小行星更致密、孔隙度更低的岩石。
"这是理解是什么驱动了小行星表面多样性这一谜题的重要一块。小行星被认为是太阳系的化石，因此理解它们随时间经历的演化对于理解太阳系如何形成和演化至关重要，"Cambioni说。"现在我们知道碳质小行星和S型小行星之间的这个根本区别，未来的团队可以根据目标小行星的性质，更好地准备样本采集任务。"