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

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

I en undersøgelse offentliggjort i Natur astronomi , forskere giver en forklaring på, hvorfor Ryugu ikke er helt så rig på vandholdige mineraler som nogle andre asteroider. Undersøgelsen tyder på, at den gamle moderkrop, hvorfra Ryugu blev dannet, sandsynligvis var tørret ud i en slags opvarmningsbegivenhed, før Ryugu blev til, hvilket efterlod Ryugu selv tørrere end forventet.

"En af de ting, vi forsøger at forstå, er fordelingen af ​​vand i det tidlige solsystem, og hvordan det vand kan være blevet leveret til Jorden, " sagde Ralph Milliken, en planetarisk videnskabsmand ved Brown University og studie medforfatter. "Vandførende asteroider menes at have spillet en rolle i det, så ved at studere Ryugu tæt på og returnere prøver fra den, vi kan bedre forstå overfloden og historien af ​​vandførende mineraler på denne slags asteroider."

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

Hayabusa2-missionen repræsenterer første gang en prøve fra en af ​​disse spændende asteroider er blevet direkte indsamlet og returneret til Jorden. Men observationer af Ryugu foretaget af Hayabusa2, da den fløj sammen med asteroiden, tyder på, at den muligvis ikke er så vandrig, som forskerne oprindeligt forventede. Der er flere konkurrerende ideer til, hvordan og hvornår Ryugu kan have mistet noget af sit vand.

Ryugu er en murbrokker - en løs samling af sten, der holdes sammen af ​​tyngdekraften. Forskere mener, at disse asteroider sandsynligvis dannes af snavs, der er tilbage, når større og mere solide asteroider brydes fra hinanden af ​​en stor nedslagsbegivenhed. Så det er muligt, at vandsignaturen, der ses på Ryugu i dag, er alt, hvad der er tilbage af en tidligere mere vandrig forældreasteroide, der tørrede ud på grund af en opvarmningsbegivenhed af en eller anden art. Men det kan også være, at Ryugu tørrede ud efter en katastrofal forstyrrelse og gendannelse som en murbrokker. Det er også muligt, at Ryugu havde et par tætte spins forbi solen i sin fortid, som kunne have varmet den op og udtørret dens overflade.

Hayabusa2 rumfartøjet havde udstyr ombord, der kunne hjælpe videnskabsmænd med at bestemme, hvilket scenarie der var mere sandsynligt. Under mødet med Ryugu i 2019, Hayabusa2 affyrede et lille projektil ind i asteroidens overflade. Nedslaget skabte et lille krater og blotlagte sten begravet i undergrunden. Ved hjælp af et nær-infrarødt spektrometer, som er i stand til at detektere vandførende mineraler, forskerne kunne så sammenligne vandindholdet i overfladebjergart med undergrundens.

Dataene viste, at undergrundsvandets signatur lignede den yderste overflade. Det fund stemmer overens med tanken om, at Ryugus moderlegeme var tørret ud, snarere end scenariet, hvor Ryugus overflade blev tørret ud af solen.

"Du ville forvente, at højtemperaturopvarmning fra solen for det meste sker ved overfladen og ikke trænger for langt ind i undergrunden, " sagde Milliken. "Men hvad vi ser er, at overfladen og undergrunden er ret ens, og begge er relativt fattige på vand, hvilket bringer os tilbage til ideen om, at det var Ryugus forældreorgan, der var blevet ændret."

Der skal arbejdes mere, imidlertid, for at bekræfte fundet, siger forskerne. For eksempel, størrelsen af ​​de partikler, der udgraves fra undergrunden, kan have indflydelse på fortolkningen af ​​spektrometermålingerne.

"Det udgravede materiale kan have haft en mindre kornstørrelse end det, der er på overfladen, " sagde Takahiro Hiroi, senior research associate hos Brown og studie medforfatter. "Denne kornstørrelseseffekt kunne få det til at virke mørkere og rødere end dets grovere modstykke på overfladen. Det er svært at udelukke den kornstørrelseseffekt med fjernmåling."

Heldigvis, missionen er ikke begrænset til fjernstudie af prøver. Siden Hayabusa2 med succes returnerede prøver til Jorden i december, forskere er ved at se Ryugu meget nærmere. Nogle af disse prøver kommer måske snart 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 laboratorieanalyserne bekræfter holdets resultater fra fjernmåling.

"Det er det tveæggede sværd af prøveafkast, " sagde Milliken. "Alle de hypoteser, vi laver ved hjælp af fjernmålingsdata, vil blive testet i laboratoriet. Det er super spændende, men måske også lidt nervepirrende. En ting er sikkert, vi er sikre på at lære meget mere om forbindelserne mellem meteoritter og deres forældreasteroider."