Kunne asteroiden Ryugu være en rest af en uddød komet?

Asteroider har mange spor om dannelsen og udviklingen af ​​planeter og deres satellitter. At forstå deres historie kan derfor afsløre meget om vores solsystem. Mens observationer foretaget på afstand ved hjælp af elektromagnetiske bølger og teleskoper er nyttige, kan analyse af prøver hentet fra asteroider give meget flere detaljer om deres karakteristika, og hvordan de kan være dannet. En bestræbelse i denne retning var Hayabusa-missionen, som i 2010 vendte tilbage til Jorden efter syv år med prøver fra asteroiden Itokawa.

Efterfølgeren til denne mission, kaldet Hayabusa2, blev afsluttet i slutningen af ​​2020, og bragte materiale tilbage fra Asteroid 162173 "Ryugu", sammen med en samling af billeder og data, der er indsamlet eksternt fra umiddelbar nærhed. Mens materialeprøverne stadig analyseres, har den information, der er opnået eksternt, afsløret tre vigtige funktioner om Ryugu. For det første er Ryugu en murbrokker-asteroide sammensat af små stykker klippe og fast materiale klumpet sammen af ​​tyngdekraften snarere end en enkelt, monolitisk kampesten. For det andet er Ryugu formet som en snurretop, sandsynligvis forårsaget af deformation forårsaget af hurtig rotation. For det tredje har Ryugu et bemærkelsesværdigt højt indhold af organisk stof.

Af disse rejser den tredje funktion et spørgsmål om oprindelsen af ​​denne asteroide. Den nuværende videnskabelige konsensus er, at Ryugu stammer fra affaldet efterladt af sammenstødet mellem to større asteroider. Dette kan dog ikke være sandt, hvis asteroiden har et højt organisk indhold (hvilket vil bekræftes, når analyserne af de returnerede prøver er afsluttet). Hvad kunne så være Ryugus sande oprindelse?

I et nyligt forsøg på at besvare dette spørgsmål foreslog et forskerhold ledet af lektor Hitoshi Miura fra Nagoya City University, Japan, en alternativ forklaring understøttet af en relativt simpel fysisk model. Som forklaret i deres papir offentliggjort i The Astrophysical Journal Letters , foreslår forskerne, at Ryugu, såvel som lignende murbrokker-asteroider, i virkeligheden kan være rester af uddøde kometer. Denne undersøgelse blev udført i samarbejde med professor Eizo Nakamura og lektor Tak Kunihiro fra Okayama University, Japan.

Kometer er små kroppe, der dannes på de ydre, koldere områder af solsystemet. De er hovedsageligt sammensat af vandis, med nogle klippekomponenter (rester) blandet i. Hvis en komet trænger ind i det indre solsystem – rummet afgrænset af asteroidebæltet "før" Jupiter – får varme fra solstrålingen isen til at sublimere og undslippe og efterlade stenaffald, der komprimeres på grund af tyngdekraften og danner en murbrokker-asteroide.

Denne proces passer til alle de observerede træk ved Ryugu, som Dr. Miura forklarer:"Issublimering får kometens kerne til at tabe masse og krympe, hvilket øger dens rotationshastighed. Som et resultat af denne spin-up, kometkernen kan opnå den rotationshastighed, der kræves til dannelsen af ​​en snurretopform. Derudover menes de iskolde komponenter af kometer at indeholde organisk stof genereret i det interstellare medium. Disse organiske materialer ville blive aflejret på stenaffaldet efterladt som isen sublimerer."

For at teste deres hypotese udførte forskerholdet numeriske simuleringer ved hjælp af en simpel fysisk model til at beregne den tid, det ville tage for isen at sublimere og stigningen i rotationshastigheden for den resulterende asteroide på grund af det. Resultaterne af deres analyse antydede, at Ryugu sandsynligvis har brugt et par titusinder af år som en aktiv komet, før han bevægede sig ind i det indre asteroidebælte, hvor de høje temperaturer fordampede dens is og forvandlede den til en murbrokker-asteroide.

Samlet set indikerer denne undersøgelse, at snurrende topformede, murbrokker-bunke objekter med højt organisk indhold, såsom Ryugu og Bennu (målet for OSIRIS-Rex-missionen) er komet-asteroide overgangsobjekter (CAT'er). "CAT'er er små objekter, der engang var aktive kometer, men som er blevet uddøde og tilsyneladende ikke kan skelnes fra asteroider," forklarer Dr. Miura. "På grund af deres ligheder med både kometer og asteroider kan CAT'er give ny indsigt i vores solsystem."

Forhåbentlig vil detaljerede sammensætningsanalyser af prøverne fra både Ryugu og Bennu kaste mere lys over disse spørgsmål.