Fjernmålingens data kaster lys over, hvornår og hvordan asteroiden Ryugu mistede sit vand

Sidste måned bragte Japans Hayabusa2-mission hjem en cache af klipper opsamlet fra en nær-jord asteroide kaldet Ryugu. Mens analysen af de returnerede prøver lige er i gang, bruger forskere data fra rumfartøjets andre instrumenter til at afsløre nye detaljer om asteroidens fortid.

I en undersøgelse, der blev offentliggjort i Nature Astronomy, giver forskere en forklaring på, hvorfor Ryugu ikke er lige så rig på vandbærende mineraler som nogle andre asteroider. Undersøgelsen antyder, at den gamle moderlegeme, som Ryugu blev dannet af, sandsynligvis havde tørret ud i en slags opvarmningsbegivenhed, før Ryugu blev til, hvilket efterlod Ryugu selv tørre end forventet.

“En af de ting, vi forsøger at forstå, er fordelingen af vand i det tidlige solsystem , og hvordan det vand kan have været leveret til Jorden, “sagde Ralph Milliken, en planetforsker ved Brown University og studieforfatter. “Vandbærende asteroider menes at have spillet en rolle i det, så ved at studere Ryugu tæt og returnere prøver fra det, kan vi bedre forstå overflod og historie af vandbærende mineraler på denne slags asteroider.”

En af grundene til, at Ryugu blev valgt som destination, siger Milliken, er at den tilhører en klasse asteroider, der er mørke i farve og mistænkes for at have vandbærende mineraler og organiske forbindelser. Disse typer asteroider menes at være mulige forældrekroppe til mørke, vand- og kulstofbærende meteoritter, der findes på Jorden kendt som kulholdige kondritter. Disse meteoritter er blevet undersøgt i detaljer i laboratorier rundt om i verden i mange årtier, men det er ikke muligt med sikkerhed at bestemme, hvilken asteroide en given kulstofholdig chondritmeteorit kan komme fra.

Hayabusa2-missionen repræsenterer den første gang en prøve fra en af disse spændende asteroider er blevet samlet direkte og returneret til Jorden. Men observationer af Ryugu foretaget af Hayabusa2, da den fløj sammen med asteroiden, antyder, at den måske ikke er så vandrig som forskere oprindeligt forventede. Der er adskillige konkurrerende ideer til, hvordan og hvornår Ryugu måske har mistet noget af sit vand. Forskere mener, at disse asteroider sandsynligvis dannes fra rester, der er tilovers, når større og mere solide asteroider brydes fra hinanden ved en stor slagbegivenhed. Så det er muligt, at den vandsignatur, der ses på Ryugu i dag, er alt, hvad der er tilbage af en tidligere mere vandrig forælderasteroid, der tørrede ud på grund af en slags opvarmningsbegivenhed. Men det kan også være, at Ryugu tørrede ud efter en katastrofal forstyrrelse og re-formation som en murstensbunke. Det er også muligt, at Ryugu havde et par tætte spins forbi solen i fortiden, som kunne have opvarmet den og tørret overfladen.

Rumfartøjet Hayabusa2 havde udstyr ombord, der kunne hjælpe forskere med at bestemme, hvilket scenario der var mere sandsynligt. Under sit møde med Ryugu i 2019 affyrede Hayabusa2 et lille projektil ind i asteroidens overflade. Stødet skabte et lille krater og udsat sten begravet i undergrunden. Ved hjælp af et næsten infrarødt spektrometer, som er i stand til at detektere vandbærende mineraler , kunne forskerne derefter sammenligne vandindholdet i overfladebjerg med undergrundens.

Dataene viste, at underskudsvandssignaturen lignede den yderste overflades. Det fund er i overensstemmelse med ideen at Ryugus forældrekrop var tørret ud snarere end scenariet, hvor Ryugus overflade blev tørret ud af solen.

“Du forventer, at opvarmning ved høj temperatur fra solen hovedsagelig sker ved overfladen og ikke trænge for langt ind i undergrunden, ”sagde Milliken. “Men hvad vi ser er, at overfladen og undergrunden er ret ens, og begge er relativt fattige i vand, hvilket bringer os tilbage til ideen om, at det var Ryugus forældrekrop, der var blevet ændret.”

Der skal dog gøres mere arbejde for at bekræfte fundet, siger forskerne. F.eks. Kan størrelsen af de partikler, der er udgravet fra undergrunden, påvirke fortolkningen af spektrometermålingerne.

“Det udgravede materiale kan have haft en mindre kornstørrelse end hvad der er på overfladen, “sagde Takahiro Hiroi, en senior forskningsassistent hos Brown og studiemedforfatter.”Denne kornstørrelseseffekt kan få den til at virke mørkere og rødere end dens grovere modstykke på overfladen. Det er svært at udelukke den kornstørrelseseffekt med fjernmåling.”

Heldigvis er missionen ikke ” t begrænset til at studere prøver eksternt. Da Hayabusa2 med succes returnerede prøver til Jorden i december, er forskere ved at se nærmere på Ryugu. Nogle af disse prøver kan snart komme til NASA Reflectance Experiment Laboratory (RELAB) i Brown, som drives af Hiroi og Milliken.

Milliken og Hiroi siger, at de ser frem til at se, om laboratoriet analyserer. bekræfter holdets resultater fra fjernmåling.

“Det er det dobbeltkantsværd, som prøven returnerer,” sagde Milliken. “Alle disse hypoteser, vi laver ved hjælp af teledetektion, vil blive testet i laboratoriet . Det er super spændende, men måske også lidt nervepirrende. Én ting er helt sikkert, vi er sikker på at lære meget mere om forbindelserne mellem meteoritter og deres forældre asteroider.