Fjärranalysdata belyser när och hur asteroiden Ryugu förlorade sitt vatten

Förra månaden tog Japans Hayabusa2-uppdrag hem en cache av stenar som samlats från en asteroid nära jorden som heter Ryugu. Medan analysen av de returnerade proverna just pågår, använder forskare data från rymdfarkostens andra instrument för att avslöja nya detaljer om asteroidens förflutna.

I en studie publicerad i Nature Astronomy, ger forskare en förklaring till varför Ryugu inte är lika rik på vattenbärande mineraler som vissa andra asteroider. Studien tyder på att den forntida förälderkroppen som Ryugu bildades av troligen hade torkade ut i någon form av uppvärmningshändelse innan Ryugu kom till, vilket lämnade Ryugu själv torrare än väntat.

”En av de saker vi försöker förstå är fördelningen av vatten i det tidiga solsystemet , och hur det vattnet kan ha levererats till jorden, säger Ralph Milliken, en planetforskare vid Brown University och studieförfattare. ”Vattenbärande asteroider antas ha spelat en roll i det, så genom att studera Ryugu på nära håll och returnera prover från det, kan vi bättre förstå överflöd och historia av vattenbärande mineraler på dessa typer av asteroider.”

En av anledningarna till att Ryugu valdes som destination, säger Milliken, är att den tillhör en klass av asteroider som är mörka i färg och misstänks ha vattenbärande mineraler och organiska föreningar. Dessa typer av asteroider tros vara möjliga föräldrakroppar för mörka, vatten- och kolbärande meteoriter som finns på jorden kända som kolhaltiga kondriter. Dessa meteoriter har studerats i detalj i laboratorier runt om i världen under många decennier, men det är inte möjligt att med säkerhet bestämma vilken asteroid en viss kolhaltig kondritmeteorit kan komma från.

Hayabusa2-uppdraget representerar den första gång ett prov från en av dessa spännande asteroider har samlats in direkt och återlämnats till jorden. Men observationer av Ryugu gjorda av Hayabusa2 när den flög tillsammans med asteroiden tyder på att den kanske inte är så vattenrik som forskare ursprungligen förväntade sig. Det finns flera konkurrerande idéer för hur och när Ryugu kan ha tappat en del av sitt vatten.

Ryugu är en spillstapel – en lös sammansättning av sten som hålls samman av gravitationen. Forskare tror att dessa asteroider troligen bildas från skräp som finns kvar när större och mer solida asteroider bryts isär av en stor slaghändelse. Så det är möjligt att vattensignaturen som ses på Ryugu idag är allt som finns kvar av en tidigare mer vattenrik förälderasteroid som torkade ut på grund av en uppvärmningshändelse av något slag. Men det kan också vara att Ryugu torkade ut efter en katastrofal störning och re-formation som en spillror. Det är också möjligt att Ryugu hade några nära snurrar förbi solen i dess förflutna, som kunde ha värmt upp den och torkat ut ytan.

Hayabusa2 rymdfarkosten hade utrustning ombord som kunde hjälpa forskare att avgöra vilket scenario som var mer troligt. Under sitt möte med Ryugu 2019 avfyrade Hayabusa2 en liten projektil i asteroidens yta. Påverkan skapade en liten krater och exponerad sten som begravdes i underytan. Med hjälp av en nära-infraröd spektrometer, som kan upptäcka vattenbärande mineraler. , kunde forskarna sedan jämföra vatteninnehållet i ytsten med ytan.

Uppgifterna visade att underskottsvattensignaturen var ganska lik den på den yttersta ytan. Resultatet överensstämmer med idén att Ryugus föräldrakropp hade torkat ut snarare än scenariot där Ryugus yta torkades ut av solen.

”Du skulle förvänta dig att hög temperatur uppvärmning från solen skulle ske mestadels vid ytan och inte tränga in för långt in i underytan, säger Milliken. ”Men det vi ser är att ytan och underytan är ganska lika och båda är relativt fattiga i vatten, vilket leder oss tillbaka till tanken att det var Ryugus föräldrakropp som hade förändrats.”

Mer arbete behöver dock göras för att bekräfta upptäckten, säger forskarna. Till exempel kan storleken på de partiklar som grävs från underytan påverka tolkningen av spektrometermätningarna.

”Det utgrävda materialet kan ha haft en mindre kornstorlek än vad som är på ytan, säger Takahiro Hiroi, en senior forskningsassistent vid Brown och studieförfattare.”Denna kornstorlekseffekt kan få den att se mörkare och rödare ut än dess grovare motsvarighet på ytan. Det är svårt att utesluta den kornstorlekseffekten med fjärranalys.”

Lyckligtvis är uppdraget inte ” inte begränsat till att studera prover på distans. Eftersom Hayabusa2 framgångsrikt returnerade prover till jorden i december, är forskare på väg att ta en närmare titt på Ryugu. Några av dessa prover kan snart komma till NASA Reflectance Experiment Laboratory (RELAB) i Brown, som drivs av Hiroi och Milliken.

Milliken och Hiroi säger att de ser fram emot att se om laboratoriet analyserar. bekräftar lagets resultat för fjärranalys.

”Det är det dubbelsidiga svärdet för provavkastning,” sa Milliken. ”Alla dessa hypoteser som vi gör med hjälp av fjärranalysdata kommer att testas i laboratoriet . Det är superspännande, men kanske också lite nervös. En sak är säker, vi kommer säkert att lära oss mycket mer om länkarna mellan meteoriter och deras förälderasteroider.