Linjen bliver mere uklar:Asteroider og kometer ligner måske mere, end vi tror

Som enhver, der nogensinde har prøvet at rengøre et hjem, ved, at befri dig for støv er en sisyfisk indsats. Ingen overflade forbliver fri af det i lang tid. Det viser sig, at rummet ligner noget. Rummet er fyldt med interplanetarisk støv, som Jorden konstant samler, mens den svæver rundt om solen - i kredsløb, i atmosfæren, og hvis den er stor nok, på jorden som mikrometeoritter.

Selvom prøverne måske ikke er store, det viser sig, at sådanne støvpartikler reformerer videnskabsmænds opfattelse af asteroider og kometer og er nok til at rekonstruere hele scener i solsystemets historie.

Asteroider og kometer er primitive kroppe tilbage fra tidligt i solsystemets dannelse, så jo mere vi kan vide om deres sammensætning, jo mere vi ved om, hvor de er dannet. De asteroider, der er dannet i samme kvarter som kometer, har en tendens til at være tættere på dem i sammensætning.

At forsøge at nedbryde asteroide-komet-kontinuummet og kategorisere, hvor ens asteroider kunne være til kometer, er, hvad Dr. Pierre Beck gør i SOLARYS-projektet ved Frankrigs universitet i Grenoble Alpes.

Der er omkring en million asteroider registreret officielt, og der burde være mange flere, forklarer han.

"Traditionelt disse objekter er blevet tænkt som de mest primitive i solsystemet. Du kan se på ingredienserne og se, hvad der var der, hvordan de blev akkrediteret, og hvordan de blev dannet for lang tid siden."

Lignende urmateriale, der dannede Jorden eller Mars, har oplevet geologisk aktivitet og er blevet fundamentalt ændret af forhold som varme, tryk og erosion.

"De mest primitive objekter kommer derfor ikke til Jorden i form af sten, men i form af støv, " sagde han. "Mens den forventede (mængde) af meteoritter, der kommer til Jorden om et år, kan være 5-6 tons - for støv er det 40, 000 tons."

Ved at bruge prøver af interplanetarisk støv indsamlet fra høje i vores stratosfære og mikrometeoritter fra uberørte steder som Antarktis, Dr. Beck bruger en ny metode til infrarød spektroskopi kombineret med atomkraftmikroskoper til at undersøge deres spektre og egenskaber på mikrometerskalaen.

Som en arkæolog, der placerer genstande fra et udgravningssted, han kan derefter sammenligne disse resultater med eksisterende data fra asteroider i rummet. "Når du er geolog og finder en sten, du har et udspring og prøv at se klippen i dens sammenhæng, " sagde Dr. Beck.

Forbindelser

Brug af ændringer i infrarødt laserlys på prøver, der kun er 10-20 mikrometer, hans team kan for første gang udvælge silikatmineraler og organiske forbindelser uden at bruge skrappe kemikalier, der ville forstyrre materialet. De konstruerer også større modeller af prøverne i laboratoriet for at forfine, hvad de skal kigge efter for at identificere og kategorisere asteroider og kometer med jordbaserede teleskoper.

Det, de har fundet i støvet, er komplekse organiske polymerer, rig på kulbrinter og grundstoffer som nitrogen og oxygen eller nogle gange deuterium (tungt vand).

"Der er en stor debat om, hvordan disse udenjordiske organiske stoffer blev dannet. En hypotese er, at isblandinger blev bestrålet, men i så fald burde forskellige typer isblandinger give forskellige typer organiske stoffer, " sagde Dr. Beck.

At studere den kemiske sammensætning af disse prøver skulle hjælpe ham med at lære mere om asteroiders oprindelse såvel som forskellen mellem D-type asteroider, mørke og svære at opdage kroppe, nogle med iskolde interiører, som stammer fra Jupiter og videre, og iskolde kometer.

"Hvis vi forstår det, det vil fortælle os, hvad det ydre solsystem er lavet af og mere om de første ting, der kom ind i solsystemet."

At vide, hvor visse organiske støvtyper kan findes, kan endda hjælpe fremtidige rumsonder.

"Du kunne se nogle af disse asteroider som en brændstofkilde, " sagde han. Hvis der er reducerede organiske forbindelser, han siger, de kunne bruges som energikilde.

Kometer

Tilstedeværelsen af ​​sådanne forbindelser i interplanetarisk støv er blot én ting, der får videnskabsmænd til at spekulere på, om asteroider og kometer ikke nødvendigvis er så forskellige alligevel. Dr. Jessica Agarwal ved CASTRA-projektet mener, at der kan være overlapning af andre årsager, også.

Ved at bruge data fra Den Europæiske Rumorganisations Rosetta-sonde, der studerede kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko og fra astronomiske teleskoper, Dr. Agarwal og hendes team ved det tekniske universitet i Braunschweig i Tyskland så på, hvordan kometer og asteroider aktivt udsender materiale ud i rummet.

"Vi sigter mod bedre at forstå de processer, der fører til ændringer i overfladerne og det indre af kometer og asteroider, " sagde hun. "Vi håber også bedre at forstå deres primitive natur, eller hvordan de var for 4,5 milliarder år siden."

Ved at bruge data fra flere instrumenter ombord på Rosetta, Dr. Agarwals team har været i stand til at modellere egenskaberne af kometstøv i miljøet af Comet 67P. De fandt ud af, at støvpartiklerne kunne være løse aggregater af mikron-størrelse silikat og sub-mikron-størrelse carbonholdige komponenter.

"Vi observerer også enorme klippeblokke-størrelser, der kommer ud fra Comet 67P, kommer fra visse specifikke steder på overfladen...et springvand af kampesten, Dr. Agarwal forklarede.

Aktiv asteroide

Kometer er ikke de eneste kroppe, der udsender materiale. Tag sagen med asteroiden 288P. En såkaldt aktiv asteroide, der udsender støv, på afstand ligner det en komet med en støvet hale.

"Det mærkelige ved 288P var, at dens kerne så dobbelt ud... og i sidste ende, Jeg troede, ja, måske er det en binær?" Dr. Agarwal sagde. "Vi var nødt til at vente et par år for at genobserve det fra tæt på, og så i 2016 fik vi mere Hubble-tid og så virkelig, at det var to komponenter."

Deres målinger viste, at denne første af sin slags asteroide, der blev observeret, består af to stykker af samme størrelse, kredser om hinanden 100 kilometer fra hinanden.

"Vi fandt det ved et tilfælde. Vi ved ikke, om der er flere lignende systemer, som vi ikke kan se, " sagde Dr. Agarwal.

De teoretiserer, at asteroiderne blev bestrålet af solen og begynder at rotere, deler sig i to, når de snurrede for hurtigt til at holde sammen. Afstanden mellem parret kan skyldes en gasstråle, der fordamper fra overfladen, som drev en sten væk som en raket. De forsøger stadig at finde ud af, hvad der forårsager halen.

Forskere har længe troet, at asteroider hovedsageligt udviklede sig gennem kollisioner, men det er muligt for mindre asteroider, hurtig rotation spiller lige så meget en rolle.

Deres forskning har afsløret en række aktive asteroider, fra dem, der har et engangsudbrud af aktivitet (som om fra en påvirkning), til dem, der udsender støvudbrud gentagne gange.

"Der er en proces, der sker mere eller mindre tilfældigt, der udløser udbrud af støvskyer, " Dr. Agarwal sagde, henviser til asteroider, som udsender de gentagne støvudbrud. "Vi tror, ​​at det måske er hurtig rotation, der udløser jordskred eller sådan noget."

Resultatet af alt dette er, at forskellen mellem kometer og asteroider kan være mere et spektrum end en hård skel.

"The line is getting fuzzier. In the past we thought asteroids are rocks, comets are icy. But now we see that there are comets that are almost inactive…and there are asteroids that are active. There is more of a transition between those two populations than we thought in the past, " Dr. Agarwal said.