不列颠哥伦比亚省物理学家协助美国宇航局研究

“对我来说，这是一个美妙的时刻，”奥佩尔神父说。“我认为，对于波士顿学院的物理学家，耶稣会士来说，这是一个伟大的时刻，被要求参加这次太空任务。这是美国宇航局的第一个计划，其范围类似于1970年代的月球阿波罗任务，当时一艘美国航天器前往近地小行星取回样本材料。 所以，这是一个历史性的时刻。

OSIRIS-REx（起源、光谱解释、资源识别和安全风化层探测器）航天器于 2016 年 9 月 8 日发射升空，行程超过 10 亿英里到达被归类为近地小行星的 Bennu，并于 2020 年 10 月 20 日从其表面收集了约 120 克岩石和尘埃。该航天器在返回途中花了两年多的时间，然后抛弃了一个梯形胶囊，其中包含2023年9月24日降落在犹他州沙漠的样本。 从那里开始，航天器继续进行其第二次任务，称为OSIRIS-APEX，在此期间，它将在2029年访问并扫描小行星99942 Apophis。

2023年秋天，在亚利桑那州图森市的梵蒂冈天文台休假期间，奥佩尔神父应他的一些OSIRIS-REx同事的邀请，参加了在亚利桑那大学举行的官方“观看派对”，因为太空舱在两个降落伞的帮助下滑向地球。

“我会把它比作尼尔·阿姆斯特朗第一次登上月球时看电视的那一刻，”奥佩尔神父说。“有一群科学家看着大屏幕，当太空舱着陆时，他们都欢呼雀跃。那是一个了不起的时刻。其中一些研究人员在过去的六到七年里一直在这个项目上度过，希望样本胶囊能够安全到达。这是一次完美的着陆。 这是美国宇航局首次取回小行星样本，并取得了圆满成功。

奥佩尔神父参与分析源于他早期研究陨石的工作，特别是那些被归类为碳质球粒陨石的陨石——数十亿年前由太空尘埃和石质物质混合形成，在重力作用下聚集在一起。作为一名物理学家，他研究陨石作为材料，探索它们的热学和物理特性。

为了完成这项工作，他的BC实验室包括一个膨胀计，这是一种用于测量材料温度从接近绝对零度时如何膨胀的仪器。作为詹姆斯·史密斯（James L. Smith）的博士后，他在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos National Laboratory）分析铀化合物和磁性形状记忆合金时首次获得了使用膨胀计的经验。

2020年，奥佩尔神父发表了一篇关于他在一组CM2球粒陨石样本上的实验的论文，揭示了一个令人惊讶的结果：这些材料在低温下没有均匀地膨胀和收缩，表现出一种罕见的现象，称为负热膨胀。这是第一次在任何外星物质中观察到负热膨胀。这些发现引起了天文学家的注意，他们正在等待Bennu的样本。从本质上讲，Opeil神父引入了一种测量技术，补充了用于球粒陨石分析的现有设备。

为了更好地理解这些发现，奥佩尔神父测量了一种高岭石，一种在地球上发现的粘土。高岭石在与CM2陨石完全相同的温度下经历了负热膨胀 – 类似于用于制造精美瓷器的热膨胀。当且仅当某些矿物质和液态水长期存在于地球上时，这种类型的粘土才能在地球或火星上形成。

“我是为数不多的专门测量陨石低温特性的人之一。因此，美国宇航局希望我从Bennu采集部分样本，并在校园的实验室中进行测量，“奥佩尔神父说。