利用NASA OSIRIS-REx任务的数据，科学家得出结论：拥有高度多孔岩石的小行星（如贝努），其表面应缺乏细粒物质。
但是，当NASA由亚利桑那大学主导的OSIRIS-REx小行星样本返回任务的航天器于2018年底抵达贝努时，任务团队看到的是一个布满巨石的表面。当任务科学家观察到有证据表明存在能够将巨石研磨成细粒风化层的过程时，这种神秘缺失细粒风化层的现象变得更加令人惊讶。
发表在《自然》杂志上的新研究由任务团队成员萨韦里奥·坎比奥尼主导，使用机器学习和表面温度数据解开了这个谜团。坎比奥尼在开展这项研究时是亚利桑那大学月球与行星实验室的研究生，现任麻省理工学院地球、大气与行星科学系杰出博士后研究员。他和同事最终发现，贝努高度多孔的岩石是导致其表面惊人地缺乏细粒风化层的原因。
"OSIRIS-REx中的'REx'代表风化层探测器，因此测绘和表征小行星表面是一个主要目标，"研究合著者、OSIRIS-REx首席研究员、亚利桑那大学行星科学 Regents 教授但丁·劳雷塔说，"航天器采集了贝努整个表面的极高分辨率数据，某些位置分辨率达到每像素3毫米。除了科学兴趣之外，细粒风化层的缺乏对任务本身也构成了挑战，因为航天器的设计初衷就是收集此类物质。"
为收集样本返回地球，OSIRIS-REx航天器被设计为在贝努上一个约100个车位大小的区域内进行导航。然而，由于大量巨石的存在，安全采样点缩小到约5个车位大小。航天器于2020年10月成功接触贝努并收集了样本物质。
坎坷开局与确切答案
"当贝努的首批图像传回时，我们注意到某些区域分辨率不够高，无法判断是否存在小岩石或细粒风化层。我们开始使用机器学习方法，利用热辐射（红外）数据将细粒风化层与岩石区分开来，"坎比奥尼说。
细粒风化层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控制。团队首先建立了一个热辐射示例库，其中包含细粒风化层与不同孔隙度岩石以不同比例混合的示例。接下来，他们使用机器学习技术教计算机如何在示例之间"连点成线"。然后，他们使用机器学习软件分析了贝努表面122个区域在白天和夜间观测到的热辐射。
"只有机器学习算法才能高效探索如此庞大的数据集，"坎比奥尼说。
数据分析完成后，坎比奥尼和合作者发现了一个令人惊讶的现象：细粒风化层并非随机分布在贝努上，而是在岩石孔隙度较高的地方较少，而这种情况存在于大部分表面。
团队得出结论，贝努高度多孔的岩石产生的细粒风化层极少，因为这些岩石在流星体撞击时被压缩而非破碎。就像海绵一样，岩石中的空隙缓冲了 incoming 流星的冲击。这些发现也与其他研究团队的实验室实验结果一致。
"基本上，撞击能量的一大部分用于压缩孔隙，从而限制了岩石的破碎和新细粒风化层的产生，"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克里萨·阿夫德利杜说。
此外，随着小行星昼夜旋转，贝努岩石因加热和冷却而产生的开裂在多孔岩石中比在致密岩石中进行得更慢，这进一步阻碍了细粒风化层的产生。
"当OSIRIS-REx于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戈达德航天飞行中心OSIRIS-REx项目科学家杰森·德沃金说，"这包括测试岩石的物理性质以验证本研究。"
其他任务也有证据证实该团队的发现。日本宇宙航空研究开发机构的隼鸟2号任务前往龙宫——一颗与贝努相似的碳质小行星，发现龙宫同样缺乏细粒风化层且拥有高度多孔的岩石。相反，JAXA于2005年前往丝川小行星的隼鸟任务显示，丝川表面有大量细粒风化层，丝川是一颗S型小行星，其岩石成分与贝努和龙宫不同。坎比奥尼和同事此前的一项研究利用地球观测提供了证据，表明丝川岩石的孔隙度低于贝努和龙宫。
"几十年来，天文学家一直在争论小型近地小行星是否可能拥有裸岩表面。航天器在2000年代访问S型小行星爱神星和丝川并在其表面发现细粒风化层时，才出现了这些小行星可能拥有大量细粒风化层的最无可辩驳的证据，"研究合著者、同样任职于拉格朗日实验室的CNRS研究主任马尔科·德尔博说。
团队预测，大片的细粒风化层在碳质小行星上应该很少见，而碳质小行星是所有小行星类型中最常见的，被认为拥有像贝努一样的高孔隙度岩石。相比之下，富含细粒风化层的地形在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，被认为拥有比碳质小行星更致密、孔隙度更低的岩石。
"这是解开小行星表面多样性驱动因素之谜的重要一环。小行星被认为是太阳系的化石，因此了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，"坎比奥尼说，"既然我们了解了碳质小行星和S型小行星之间的这一根本差异，未来的团队可以根据目标小行星的性质更好地准备样本收集任务。"