Gegevens van teledetectie laten zien wanneer en hoe asteroïde Ryugu zijn water verloor

Vorige maand bracht de Japanse Hayabusa2-missie een verzameling stenen mee naar huis die waren verzameld van een nabij-aardse asteroïde genaamd Ryugu. Terwijl de analyse van die teruggestuurde monsters net begint, gebruiken onderzoekers gegevens van de andere instrumenten van het ruimtevaartuig om nieuwe details over het verleden van de asteroïde te onthullen.

In een studie gepubliceerd in Nature Astronomy, bieden onderzoekers een verklaring waarom Ryugu niet zo rijk is aan watervoerende mineralen als sommige andere asteroïden. De studie suggereert dat het oeroude ouderlichaam waaruit Ryugu werd gevormd waarschijnlijk opgedroogd in een soort van opwarming voordat Ryugu tot stand kwam, waardoor Ryugu zelf droger werd dan verwacht.

“Een van de dingen die we proberen te begrijpen is de verdeling van water in het vroege zonnestelsel , en hoe dat water aan de aarde kan zijn geleverd ”, zegt Ralph Milliken, een planetaire wetenschapper aan de Brown University en co-auteur van een studie. “Er wordt gedacht dat watervoerende asteroïden daarin een rol hebben gespeeld, dus door Ryugu van dichtbij te bestuderen en er monsters uit te halen, kunnen we de overvloed en geschiedenis van watervoerende mineralen op dit soort asteroïden beter begrijpen.”

Een van de redenen waarom Ryugu als bestemming werd gekozen, zegt Milliken, is dat het tot een klasse van asteroïden behoort die donker van kleur zijn en waarvan wordt vermoed dat ze watervoerende mineralen en organische verbindingen bevatten. Aangenomen wordt dat dit soort asteroïden mogelijke ouderlichamen zijn voor donkere, water- en koolstofhoudende meteorieten die op aarde worden aangetroffen, bekend als koolstofhoudende chondrieten. Die meteorieten zijn decennia lang in laboratoria over de hele wereld tot in detail bestudeerd, maar het is niet mogelijk met zekerheid vast te stellen uit welke asteroïde een bepaalde koolstofhoudende chondriet meteoriet kan komen.

De Hayabusa2-missie vertegenwoordigt de eerste keer dat een monster van een van deze intrigerende asteroïden direct is verzameld en naar de aarde is teruggebracht. Maar waarnemingen van Ryugu gemaakt door Hayabusa2 terwijl het langs de asteroïde vloog, suggereren dat het misschien niet zo waterrijk is als wetenschappers oorspronkelijk hadden verwacht. Er zijn verschillende concurrerende ideeën over hoe en wanneer Ryugu wat van zijn water heeft verloren.

Ryugu is een puinhoop – een losse opeenhoping van gesteente die bij elkaar wordt gehouden door de zwaartekracht. Wetenschappers denken dat deze asteroïden zich waarschijnlijk vormen uit puin dat overblijft wanneer grotere en stevigere asteroïden worden afgebroken door een grote impact. Het is dus mogelijk dat de watersignatuur die vandaag op Ryugu te zien is, alles is wat er overblijft van een voorheen meer waterrijke ouder-asteroïde die is opgedroogd als gevolg van een of andere verhittingsgebeurtenis. opnieuw gevormd als een puinhoop. Het is ook mogelijk dat Ryugu in het verleden een paar keer kort voorbij de zon heeft gedraaid, waardoor het is opgewarmd en het oppervlak is uitgedroogd.

Het Hayabusa2-ruimtevaartuig had apparatuur aan boord waarmee wetenschappers konden bepalen welk scenario waarschijnlijker was. Tijdens zijn rendez-vous met Ryugu in 2019, vuurde Hayabusa2 een klein projectiel af op het oppervlak van de asteroïde. De inslag creëerde een kleine krater en blootgelegd gesteente begraven in de ondergrond. Met behulp van een nabij-infrarood spectrometer, die in staat is om watervoerende mineralen te detecteren , konden de onderzoekers vervolgens het watergehalte van de oppervlakte-gesteente vergelijken met die van de ondergrond.

De gegevens toonden aan dat de ondergrondse watersignatuur vrij gelijkaardig was aan die van het buitenste oppervlak. Die bevinding is consistent met het idee dat het ouderlichaam van Ryugu was uitgedroogd, in plaats van het scenario waarin het oppervlak van Ryugu werd uitgedroogd door de zon.

“Je” zou verwachten dat opwarming door de zon op hoge temperatuur meestal plaatsvindt op het oppervlak en niet te ver in de ondergrond doordringen, zei Milliken. “Maar wat we zien is dat het oppervlak en de ondergrond behoorlijk op elkaar lijken en beide relatief arm zijn aan water, wat ons terugbrengt naar het idee dat het Ryugus ouderlichaam was dat was veranderd.”

Er moet echter meer werk worden verzet om de bevinding te bevestigen, zeggen de onderzoekers. De grootte van de deeltjes die uit de ondergrond worden uitgegraven, zou bijvoorbeeld de interpretatie van de spectrometermetingen kunnen beïnvloeden.

“Het uitgegraven materiaal heeft mogelijk een kleinere korrelgrootte gehad dan wat “aan de oppervlakte is”, zei Takahiro Hiroi, een senior onderzoeksmedewerker bij Brown en co-auteur van de studie.”Door dat korrelgrootte-effect zou het er donkerder en roder uit kunnen zien dan zijn grovere tegenhanger aan de oppervlakte. Het is moeilijk uit te sluiten dat korrelgrootte-effect met teledetectie.”

Gelukkig is de missie niet ” t beperkt tot het op afstand bestuderen van monsters. Sinds Hayabusa2 met succes monsters naar de aarde heeft teruggestuurd in december, staan wetenschappers op het punt Ryugu van veel dichterbij te bekijken. Sommige van die monsters komen misschien binnenkort naar het NASA Reflectance Experiment Laboratory (RELAB) in Brown, dat wordt beheerd door Hiroi en Milliken.

Milliken en Hiroi zeggen dat ze “ernaar uitkijken om te zien of het laboratorium analyseert de teledetectieresultaten van het team bevestigen.

“Het is het tweesnijdende zwaard van het terugsturen van monsters”, zei Milliken. “Al die hypothesen die we maken met behulp van teledetectiegegevens zullen in het laboratorium worden getest. . Het is super spannend, maar misschien ook een beetje zenuwslopend. Een ding is zeker: we “zullen zeker nog veel meer leren over de verbanden tussen meteorieten en hun ouder-asteroïden.”