Dane teledetekcyjne rzucają światło na to, kiedy i jak asteroida Ryugu straciła wodę

W zeszłym miesiącu japońska misja Hayabusa2 przyniosła do domu zbiór skał zebranych z bliskiej Ziemi asteroidy o nazwie Ryugu. Podczas gdy analiza tych zwróconych próbek dopiero się rozpoczyna, naukowcy wykorzystują dane z innych instrumentów sondy do ujawnienia nowych szczegółów dotyczących przeszłości asteroidy.

W badaniu opublikowanym w Nature Astronomy naukowcy wyjaśniają, dlaczego Ryugu nie jest tak bogaty w minerały wodonośne, jak niektóre inne asteroidy. Badanie sugeruje, że starożytne ciało macierzyste, z którego powstało Ryugu, prawdopodobnie wyschły podczas jakiegoś nagrzewania przed powstaniem Ryugu, co sprawiło, że Ryugu było bardziej suche niż oczekiwano.

„Jedną z rzeczy, które próbujemy zrozumieć, jest dystrybucja wody we wczesnym Układzie Słonecznym oraz w jaki sposób ta woda mogła zostać dostarczona na Ziemię ”- powiedział Ralph Milliken, planetolog z Brown University i współautor badania. „Uważa się, że asteroidy wodonośne odegrały w tym rolę, więc studiując z bliska Ryugu i zwracając z niego próbki, możemy lepiej zrozumieć obfitość i historię minerałów zawierających wodę na tego rodzaju asteroidach.”

Jednym z powodów, dla których Ryugu zostało wybrane jako miejsce docelowe, mówi Milliken, jest to, że należy do klasy planetoid o ciemnym kolorze i podejrzewanych o posiadanie minerałów i związków organicznych niosących wodę. Uważa się, że tego typu asteroidy mogą być ciałami macierzystymi ciemnych, wodonośnych i węglonośnych meteorytów znalezionych na Ziemi, znanych jako chondryty węglowe. Te meteoryty były badane bardzo szczegółowo w laboratoriach na całym świecie od wielu dziesięcioleci, ale nie jest możliwe ustalenie z całą pewnością, z której asteroidy może pochodzić dany węglowy meteoryt chondrytowy.

Misja Hayabusa2 jest pierwszą raz próbka jednej z tych intrygujących asteroid została bezpośrednio pobrana i zwrócona na Ziemię. Jednak obserwacje Ryugu dokonane przez Hayabusa2, gdy leciał obok asteroidy, sugerują, że może nie być tak bogaty w wodę, jak początkowo oczekiwali naukowcy. Istnieje kilka konkurencyjnych pomysłów na to, jak i kiedy Ryugu mógł stracić trochę wody.

Ryugu to kupa gruzu – luźna konglomeracja skał utrzymywana razem przez grawitację. Naukowcy uważają, że asteroidy te prawdopodobnie powstają z resztek pozostałości po rozerwaniu większych i solidniejszych asteroid w wyniku dużego uderzenia. Jest więc możliwe, że sygnatura wody widoczna dziś na Ryugu jest wszystkim, co pozostało po wcześniejszej asteroidzie macierzystej bogatszej w wodę, która wyschła z powodu jakiegoś nagrzania. Ale może też być tak, że Ryugu wyschł po katastrofalnym zakłóceniu i przekształcenie się w stertę gruzu. Jest również możliwe, że Ryugu miał kilka bliskich obrotów za słońcem w przeszłości, co mogło go rozgrzać i wysuszyć jego powierzchnię.

Sonda Hayabusa2 miała na pokładzie sprzęt, który mógł pomóc naukowcom określić, który scenariusz był bardziej prawdopodobny. Podczas spotkania z Ryugu w 2019 roku Hayabusa2 wystrzelił mały pocisk w powierzchnię asteroidy. Uderzenie spowodowało powstanie małego krateru i odsłoniętej skały zakopanej w podpowierzchni. Za pomocą spektrometru bliskiej podczerwieni, który jest w stanie wykryć minerały niosące wodę , naukowcy mogli następnie porównać zawartość wody w skałach powierzchniowych z zawartością wody w powierzchni podpowierzchniowej.

Dane wykazały, że sygnatura wody podpowierzchniowej jest dość podobna do sygnatury na najbardziej zewnętrznej powierzchni. To odkrycie jest zgodne z ideą że ciało rodzicielskie Ryugu wyschło, a nie scenariusz, w którym powierzchnia Ryugu została wysuszona przez słońce.

„Spodziewałbyś się”, że słońce nagrzewa się w wysokiej temperaturze głównie o powierzchni i nie wnikać zbyt głęboko w podłoże – powiedział Milliken. „Widzimy jednak, że powierzchnia i podłoże są dość podobne i oba są stosunkowo ubogie w wodę, co prowadzi nas z powrotem do idei, że to ciało rodzicielskie Ryugu zostało zmienione.”

Jednak, jak twierdzą naukowcy, potrzeba więcej pracy, aby potwierdzić odkrycie. Na przykład rozmiar cząstek wydobytych spod powierzchni może wpływać na interpretację pomiarów spektrometru.

„Wykopany materiał mógł mieć mniejszy rozmiar ziarna niż to, co jest na powierzchni – powiedział Takahiro Hiroi, starszy pracownik naukowy w Brown i współautor badania.„Ten efekt wielkości ziarna może sprawić, że będzie wydawał się ciemniejszy i bardziej czerwony niż jego grubszy odpowiednik na powierzchni. Trudno jest wykluczyć ten efekt wielkości ziarna za pomocą teledetekcji”.

Na szczęście misja nie jest. nie ogranicza się do zdalnego badania próbek. Ponieważ Hayabusa2 z powodzeniem zwrócił próbki na Ziemię w grudniu, naukowcy mają zamiar przyjrzeć się Ryugu znacznie bliżej. Niektóre z tych próbek mogą wkrótce trafić do laboratorium NASA Reflectance Experiment Laboratory (RELAB) w Brown, które jest obsługiwane przez Hiroi i Milliken.

Milliken i Hiroi mówią, że „nie mogą się doczekać, aby sprawdzić, czy analizy laboratoryjne potwierdzić wyniki zespołu teledetekcyjnego.

„To obosieczny miecz zwrotu próbki” – powiedział Milliken. „Wszystkie te hipotezy, które stawiamy przy użyciu danych teledetekcyjnych, zostaną przetestowane w laboratorium . To bardzo ekscytujące, ale może też trochę denerwujące. Jedno jest pewne, „na pewno dowiemy się dużo więcej o powiązaniach między meteorytami a ich macierzystymi asteroidami”.