Asteroide Ryugu sandsynligvis forbindelse i planetarisk formation

Solsystemet blev dannet for cirka 4,5 milliarder år siden. Talrige fragmenter, der vidner om denne tidlige æra, kredser om solen som asteroider. Omkring tre fjerdedele af disse er kulstofrige asteroider af C-typen, såsom 162173 Ryugu, som var målet for den japanske Hayabusa2-mission i 2018 og 2019. Rumfartøjet er i øjeblikket på returflyvning til Jorden. Mange videnskabsmænd, herunder planetariske forskere fra German Aerospace Center (Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt; DLR), intensivt studeret denne kosmiske "brokkerbunke, " som er næsten 1 kilometer i diameter og kan komme tæt på Jorden. Infrarøde billeder erhvervet af Hayabusa2 er nu offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Natur . De viser, at asteroiden næsten udelukkende består af meget porøst materiale. Ryugu blev hovedsageligt dannet af fragmenter af en moderkrop, der blev knust af stød. Den høje porøsitet og den tilhørende lave mekaniske styrke af klippefragmenterne, der udgør Ryugu, sikrer, at sådanne kroppe bryder ad i adskillige fragmenter, når de kommer ind i Jordens atmosfære. Af denne grund, kulstofrige meteoritter findes meget sjældent på Jorden, og atmosfæren har en tendens til at tilbyde større beskyttelse mod dem.

Termisk adfærd afslører tæthed

Denne undersøgelse af Ryugus globale egenskaber bekræfter og supplerer resultaterne af landingsmiljøet på Ryugu opnået af den tysk-franske Mobile Asteroid Surface SCOuT (MASCOT) lander under Hayabusa2-missionen. "Skrøbelig, meget porøse asteroider som Ryugu er sandsynligvis bindeleddet i udviklingen af ​​kosmisk støv til massive himmellegemer, siger Matthias Grott fra DLR Institut for Planetforskning, en af ​​forfatterne til den aktuelle Natur offentliggørelse. "Dette lukker et hul i vores forståelse af planetarisk dannelse, da vi næsten aldrig har været i stand til at opdage sådant materiale i meteoritter fundet på Jorden."

I efteråret 2018 videnskabsmændene, der arbejder med førsteforfatteren Tatsuaki Okada fra det japanske rumagentur JAXA, analyserede asteroidens overfladetemperatur i flere serier af målinger udført med Thermal Infrared Imager (TIR) ​​ombord på Hayabusa2. Disse målinger blev foretaget i bølgelængdeområdet på 8 til 12 mikrometer under dag- og natcyklusser. I processen, de opdagede, at med meget få undtagelser, overfladen opvarmes meget hurtigt, når den udsættes for sollys. "Den hurtige opvarmning efter solopgang, fra cirka minus 43 grader Celsius til plus 27 grader Celsius tyder på, at de bestanddele af asteroiden har både lav tæthed og høj porøsitet, " forklarer Grott. Omkring 1% af kampestenene på overfladen var koldere og lignede mere meteoritterne fundet på Jorden. "Dette kunne være mere massive fragmenter fra det indre af en original forælderkrop, eller de kan være kommet fra andre kilder og faldet på Ryugu, " tilføjer Jörn Helbert fra DLR Institut for Planetforskning, som også er forfatter til aktuelt Natur offentliggørelse.

Fra planetesimals til planeter

Den skrøbelige porøse struktur af C-type asteroider kan ligne planetesimals, som blev dannet i den oprindelige soltåge og ophobet sig under talrige kollisioner for at danne planeter. Det meste af den kollapsende masse af den før-solare sky af gas og støv akkumulerede i den unge sol. Da en kritisk masse blev nået, den varmegenererende proces med kernefusion begyndte i sin kerne.

Det resterende støv, is og gas akkumuleret i en roterende tilvækstskive omkring den nydannede stjerne. Gennem virkningerne af tyngdekraften, de første planetariske embryoner eller planetesimaler blev dannet i denne skive for cirka 4,5 milliarder år siden. Planeterne og deres måner blev dannet af disse planetesimaler efter en forholdsvis kort periode på måske kun 10 millioner år. Mange mindre kroppe - asteroider og kometer - var tilbage. Disse var ude af stand til at agglomerere for at danne yderligere planeter på grund af gravitationsforstyrrelser, især dem, der er forårsaget af Jupiter - langt den største og mest massive planet.

Imidlertid, de processer, der fandt sted under solsystemets tidlige historie, er endnu ikke fuldt ud forstået. Mange teorier er baseret på modeller og er endnu ikke blevet bekræftet af observationer, dels fordi spor fra disse tidlige tider er sjældne. "Forskning om emnet er derfor primært afhængig af udenjordisk stof, som når Jorden fra solsystemets dybder i form af meteoritter, " forklarer Helbert. Den indeholder komponenter fra dengang, hvor solen og planeterne blev dannet. "Derudover, vi har brug for missioner som Hayabusa2 for at besøge de mindre kroppe, der blev dannet i de tidlige stadier af solsystemet for at bekræfte, supplere eller - med passende observationer - modbevise modellerne."

En sten som mange på Ryugu

I sommeren 2019, resultater fra MASCOT-landermissionen viste, at dens landingssted på Ryugu hovedsageligt var befolket af store, meget porøse og skrøbelige kampesten. "De offentliggjorte resultater er en bekræftelse af resultaterne fra undersøgelserne fra DLR-radiometeret MARA på MASCOT, sagde Matthias Grott, hovedefterforsker for MARA. "Det har nu vist sig, at den klippe, der er analyseret af MARA, er typisk for hele overfladen af ​​asteroiden. Dette bekræfter også, at fragmenter af de almindelige C-type asteroider som Ryugu sandsynligvis let går i stykker på grund af lav indre styrke, når de kommer ind i Jordens atmosfære. "

Den 3. oktober 2018, MASCOT landede på Ryugu i frit fald i gåtempo. Ved touchdown, den "studsede" adskillige meter længere, før den cirka 10 kilo tunge forsøgspakke gik i stå. MASCOT bevægede sig på overfladen ved hjælp af en roterende svingarm. Dette gjorde det muligt at dreje MASCOT på sin "rigtige" side, og endda udføre hop på asteroidens overflade på grund af Ryugus lave gravitationsattraktion. I alt, MASCOT udførte eksperimenter på Ryugu i cirka 17 timer.

Prøver fra asteroiden Ryugu på vej til Jorden

Hayabusa2 kortlagde asteroiden fra kredsløb i høj opløsning, og senere erhvervede prøver af urlegemet fra to landingssteder. Disse er i øjeblikket forseglet i en transportkapsel og rejser til Jorden med rumfartøjet. Kapslen er planlagt til at lande i Australien i slutningen af ​​2020. Indtil videre forskerne antager, at Ryugus materiale kemisk ligner det af kondritiske meteoritter, som også findes på Jorden. Chondrules er små, millimeterstore stenkugler, som blev dannet i den oprindelige soltåge for 4,5 milliarder år siden og anses for at være byggestenene til planetdannelse.

Indtil nu, imidlertid, Forskere kan ikke udelukke muligheden for, at de er lavet af kulstofrigt materiale, som den, der blev fundet på kometen 67P/ Churyumov-Gerasimenko som en del af ESA's Rosetta-mission med den DLR-opererede Philae-lander. Analyser af prøverne fra Ryugu, hvoraf nogle vil blive udført hos DLR, er ventet med spænding. "Det er netop til denne opgave - og selvfølgelig til fremtidige missioner som den japanske "Martian Moons eXploration" (MMX) mission, hvor udenjordiske prøver vil blive bragt til Jorden - at vi på DLR's Institut for Planetforskning i Berlin begyndte at oprette prøveanalyselaboratoriet (SAL) sidste år, " siger Helbert. MMX-missionen, hvori DLR deltager, vil flyve til Mars-månerne Phobos og Deimos i 2024 og bringe prøver fra de asteroidestore måner til Jorden i 2029. En mobil tysk-fransk rover vil også være en del af MMX-missionen.