Japonská agentúra pre výskum vesmíru (JAXA)
Hayabusa2 kozmická loď je zaneprázdnená skúmaním asteroidu 162173 Ryugu. Podobne ako jeho predchodca, išlo o vzorovú misiu, kde sa regolit z povrchu asteroidu vráti domov na analýzu. Očakáva sa, že tieto štúdie okrem toho, že nám povedia viac o skorej slnečnej sústave, vrhnú svetlo na pôvod zemskej vody (a možno dokonca na život).
Medzitým vedci doma boli zaneprázdnení skúmaním vzoriek, ktoré sa vrátili z Hayabusa1 kozmická loď. Vďaka nedávnej štúdii dvoch kozmochemikov z Arizonskej štátnej univerzity (ASU) je teraz známe, že tento asteroid obsahoval veľké množstvo vody. Tím odhaduje, že až polovica vody na Zemi mohla pochádzať z asteroidu a kométy dopadli pred miliardami rokov.
Táto štúdia, ktorá bola prvýkrát, keď boli vzorky z povrchu asteroidu vyšetrené na vodu, sa nedávno objavila v časopise Pokroky vo vede. Študijný tím pozostával z Ziliang Jin a Maitrayee Bose, postdoktorandského vedca a odborného asistenta na ASU's School of Earth and Space Exploration (SESE).
Súčasný vedecký konsenzus je taký, že asteroidy sa skladajú z materiálu, ktorý zostal po vytvorení slnečnej sústavy. Štúdium týchto tiel sa preto očakáva, že odhalí veci o jeho ranej histórii a vývoji. Po preskúmaní vzoriek poskytnutých spoločnosťou JAXA zistili Jin a Bose, že boli obohatené o vodu v porovnaní s priemerom pre objekty nachádzajúce sa vo vnútornej slnečnej sústave.
A Bose uviedol v rozhovore s ASU teraz, táto štúdia bola možná vďaka spolupráci medzi ASU a JAXA, aj keď boli prekvapení, keď počuli, čo hľadali:
„Bolo to privilégium, že japonská vesmírna agentúra JAXA bola ochotná zdieľať päť častíc z ostrova Itokawa s americkým vyšetrovateľom. To tiež dobre odráža našu školu ... Kým sme to nenavrhli, nikto nenapadlo hľadať vodu. S potešením vám môžem oznámiť, že sa nám naše oplatenie vyplatilo.
Študovať päť vzoriek, z ktorých každá
V dvoch z piatich častíc tím identifikoval pyroxén, minerál, ktorý (na Zemi) má vodu ako súčasť svojej kryštalickej štruktúry. Jin a Bose tiež mali podozrenie, že zrná môžu obsahovať stopy vody, aj keď nie sú jasné, koľko. Dlhá história Itokawy by zahŕňala vykurovacie udalosti, nárazy, otrasy
Meranie NanoSIMS potvrdilo túto hypotézu a odhalilo, že samotné zrná vzorky boli bohaté na vodu. Čo bolo prekvapujúce, bolo to, ako boli bohatí. To naznačuje, že asteroidy, ako je Itokawa (ktoré sa považujú za „suché“), sú schopné niesť viac vody, ako si vedci predtým mysleli.
Vďaka svojmu zloženiu, ktoré je tvorené prevažne zo silikátových minerálov a kovov, planetárni vedci označili Itokawa za asteroid triedy S. Merajú len 500 metrov (1800 ft) na dĺžku a 215 až 300 (700 až 1000 ft) v priemere, asteroidy obiehajú okolo Slnka každých 18 mesiacov v priemernej vzdialenosti 1,3 AU - prechádzajúc po obežnej dráhe Zeme trochu za hranicou Marsu. ,
Predpokladá sa, že objekty, ktoré majú veľkosť Itokawa, sú fragmenty, ktoré odlomili väčšie asteroidy triedy S. Napriek tomu, že sú tieto asteroidy malé, zadržiavajú všetku vodu a prchavé materiály (dusík, oxid uhličitý, metán, amoniak atď.), Ktoré mali pri tvorbe. Ako vysvetlil Bose:
„Asteroidy typu S sú jedným z najbežnejších objektov asteroidového pásu. Pôvodne sa tvorili vo vzdialenosti od jednej tretiny až trikrát od Zeme.”
Z jeho štruktúry, ktorá pozostáva z dvoch hlavných lalokov s rôznou hustotou, ktoré sú spojené užšou časťou, sa predpokladá, že Itokawa je zvyškom rodičovského tela so šírkou asi 19 km (12 mi). Počas svojej histórie by sa zohrialo na teplotu medzi 550 a 800 ° C (1000 až 1500 ° F) a utrpelo by viacnásobné dopady, pričom jedna veľká udalosť by ho rozpadla.
Následne sa dva z týchto fragmentov zlúčili do formy Itokawa, ktorá prevzala svoju súčasnú veľkosť a tvar asi pred 8 miliónmi rokov. Napriek katastrofickému rozpadu, ktorý viedol k jeho formovaniu, a skutočnosti, že zrná vzorky boli vystavené účinkom žiarenia a mikrometeoritu, minerály stále vykazovali stopy vody stratenej do vesmíru.
"Aj keď boli vzorky odobraté na povrchu, nevieme, kde boli tieto zrná v pôvodnom rodičovskom tele," povedal Jin. "Náš najlepší odhad je však to, že boli pochované viac ako 100 metrov hlboko v ňom ... Minerály majú izotopové kompozície vodíka, ktoré sú nerozoznateľné od Zeme."
To ukazuje, že dopady asteroidov počas neskorého ťažkého bombardovania (približne pred 4,1 až 3,8 miliardami rokov) boli zodpovedné za distribúciu vody na Zem krátko po jej vytvorení. Ako dodal Bose, z asteroidov triedy S sa tak v budúcnosti stanú cieľmi vysokej priority pre návratové misie.
„To znamená, že asteroidy typu S a materské telá obyčajných chondritov sú pravdepodobne pre vodárenské planéty kritickým zdrojom vody a niekoľkých ďalších prvkov. A to môžeme povedať iba z dôvodu izotopických meraní in situ na vrátených vzorkách asteroidového regolitu - ich povrchového prachu a hornín. “
Keď sa tieto misie uskutočnia, ASU bude pravdepodobne hrať významnú úlohu. V súčasnosti Bose pracuje na vytvorení čistého laboratória na ASU, ktoré bude spolu s NanoSIMS prvým verejným univerzitným zariadením schopným analyzovať vzorky materiálu získaného z asteroidov a telies v slnečnej sústave.
Profesor Meenakshi - riaditeľ Centra pre meteoritné štúdie ASU a nový riaditeľ SESE - je tiež súčasťou analytického tímu, ktorý bude študovať vzorky vrátené Hayabusa2 poslanie. Kozmická loď opúšťa asteroid Ryugu v decembri 2019 a do decembra 2020 by sa mala vrátiť na Zem.
ASU je tiež zodpovedná za prispievanie prístroja na meranie tepelných emisií (OTES) na palubu NASA OSIRIS-REX kozmická loď, ktorá v súčasnosti vykonáva vzorovú misiu s asteroidom Bennu v blízkosti Zeme. OSIRIS-REx je naplánovaný na odber vzoriek z Bennu budúceho leta a ich návrat na Zem do septembra 2023.
Tieto a ďalšie misie rozšíria vedecké pochopenie toho, ako sa naša slnečná sústava stala, a možno dokonca objasnia, ako začal život na našej planéte. Ako Bose uzavrel:
„Misie zamerané na návrat vzoriek sú povinné, ak skutočne chceme vykonať hĺbkovú štúdiu planetárnych objektov. Misia Hayabusa v Itokawe rozšírila našu znalosť prchavého obsahu telies, ktoré pomohli formovať Zem. Nebolo by prekvapujúce, keby podobný mechanizmus výroby vody bol bežný pre skalné exoplanety okolo iných hviezd. “
