În momentul de față, Agenția Japoneză de Explorare Aerospațială (JAXA)
Hayabusa2 nava spațială este ocupată explorând asteroidul 162173 Ryugu. La fel ca și predecesorul său, aceasta constă într-o misiune de returnare a eșantionului, unde regițitul de pe suprafața asteroidului va fi readus acasă pentru analiză. Pe lângă faptul că ne vor spune mai multe despre sistemul solar timpuriu, se așteaptă ca aceste studii să arunce lumină asupra originii apei Pământului (și poate chiar a vieții).
Între timp, oamenii de știință de acasă au fost ocupați să examineze eșantioanele returnate din 25143 Itokawa de către Hayabusa1 nave spațiale. Datorită unui studiu recent realizat de o pereche de cosmochemiști de la Universitatea de Stat din Arizona (ASU), se știe acum că acest asteroid conținea cantități abundente de apă. Din aceasta, echipa estimează că până la jumătate din apa de pe Pământ ar fi putut proveni de la asteroizi și cometă a avut impact cu miliarde de ani în urmă.
Acest studiu, care a fost pentru prima dată când probele de pe suprafața unui asteroid au fost examinate pentru apă, a apărut recent în jurnal Avansuri științifice. Echipa de studiu a fost formată din Ziliang Jin și Maitrayee Bose, un savant postdoctoral și un profesor asistent la Școala de explorare a spațiului pământului și spațiului (SESE) ASU.
Consensul științific actual este că asteroizii sunt compuși din materiale rămase de la formarea Sistemului Solar. Prin urmare, este de așteptat ca studiul acestor corpuri să dezvăluie lucruri despre istoria și evoluția sa timpurie. Ceea ce au găsit Jin și Bose, după ce au examinat eșantioanele furnizate de JAXA, a fost că acestea s-au îmbogățit în apă, comparativ cu media pentru obiectele găsite în Sistemul solar interior.
Și Bose a indicat într-un interviu acordat ASU Acum, acest studiu a fost posibil datorită colaborării dintre ASU și JAXA, deși au fost surprinși să audă ce căutau ea și Jin:
„A fost un privilegiu ca agenția spațială japoneză JAXA să fie dispusă să împărtășească cinci particule din Itokawa cu un investigator american. De asemenea, reflectă bine școala noastră ... Până când nu ne-am propus-o, nimeni nu s-a gândit să caute apă. Mă bucur să raportez că vânzătorul nostru a dat rezultate. "
Pentru a studia cele cinci probe, dintre care fiecare
În două dintre cele cinci particule, echipa a identificat piroxenul, un mineral care (pe Pământ) are apă ca parte a structurii sale cristaline. Jin și Bose au bănuit, de asemenea, că boabele ar putea conține urme de apă, deși nu se știe cât de mult. Istoria lungă a Itokawa ar fi inclus evenimente de încălzire, impacturi, șocuri
Măsurătorile NanoSIMS au confirmat această ipoteză, dezvăluind faptul că boabele probă în sine erau bogate în apă. Dar ceea ce era surprinzător era cât de bogați erau. Acest lucru indică faptul că asteroizii precum Itokawa (care sunt considerați a fi „uscați”) sunt capabili să cuprindă mai multă apă decât au crezut oamenii de știință anterior.
Datorită compoziției sale, care este formată preponderent din minerale și metale silicate, oamenii de știință planetari au desemnat Itokawa drept asteroid clasa S. Măsurând doar 500 de metri (1800 ft) în lungime și 215 - 300 (700 - 1000 ft) în diametru, asteroidul înconjoară Soarele la fiecare 18 luni la o distanță medie de 1,3 AU - trecând pe orbita Pământului la puțin peste cea a lui Marte .
Se consideră că obiectele de dimensiunea Itokawa sunt fragmente care s-au despărțit de asteroizi din clasa S mai mari. În ciuda faptului că sunt mici, se crede că acești asteroizi au păstrat orice apă și materiale volatile (azot, dioxid de carbon, metan, amoniac, etc.) au avut la formare. După cum a explicat Bose:
„Asteroizii de tip S sunt unul dintre cele mai comune obiecte din centura de asteroizi. S-au format inițial la o distanță de la soarele unei treimi până la trei ori distanța Pământului.”
Din structura sa, care constă din doi lobi principali, cu densitate diferită, care sunt uniți de o secțiune mai restrânsă, se crede că Itokawa este rămășița unui corp părinte care măsoară aproximativ 19 km (12 mi) lățime. De-a lungul istoriei sale, aceasta ar fi fost încălzită la între 550 și 800 ° C (1000 și 1500 ° F) și a suferit multiple impacturi, cu un mare eveniment care l-a destrămat.
După aceea, două dintre fragmente s-au contopit pentru a forma Itokawa, care și-a asumat dimensiunea și forma actuală cu aproximativ 8 milioane de ani în urmă. În ciuda ruperii catastrofale care a dus la formarea acesteia și a faptului că boabele de probă au fost expuse radiațiilor și impactului micrometeoritelor, mineralele au arătat încă dovezi ale apei pierdute în spațiu.
„Cu toate că eșantioanele au fost colectate la suprafață, nu știm unde au fost aceste boabe în corpul părinte original”, a spus Jin. „Dar cea mai bună presupunere a noastră este că au fost înmormântați la mai mult de 100 de metri adâncime în ea ... Mineralele au compoziții izotopice cu hidrogen care nu se disting de Pământ.”
Ceea ce arată acest lucru este că impactul asteroizilor în timpul Bombardamentului Târziu (aproximativ 4,1 - 3,8 miliarde de ani în urmă) au fost responsabili de distribuirea apei pe Pământ la scurt timp după formare. După cum a adăugat Bose, acest lucru face ca asteroizii din clasa S să fie o țintă prioritară pentru misiunile de returnare a mostrelor în viitor.
„Asta înseamnă că asteroizii de tip S și corpurile părinte ale condritelor obișnuite sunt probabil o sursă critică de apă și alte câteva elemente pentru planetele terestre. Și putem spune acest lucru numai datorită măsurărilor izotopice in situ pe probe returnate de regulit de asteroizi - praful de suprafață și rocile lor. "
Atunci când aceste misiuni vor avea loc, ASU va juca probabil un rol semnificativ. În acest moment, Bose lucrează la crearea unei instalații de laborator curat la ASU, care - împreună cu NanoSIMS - va fi prima instalație publică universitară capabilă să analizeze mostre de materiale obținute de la asteroizi și corpuri din Sistemul Solar.
Profesorul Meenakshi - directorul Centrului de Studii Meteorice al ASU și noul director al SESE - face parte și din echipa de analiză care va studia eșantioanele returnate de către Hayabusa2 misiune. Nava spațială va părăsi asteroidul Ryugu în decembrie 2019 și este programată să se întoarcă pe Pământ până în decembrie 2020.
ASU este, de asemenea, responsabilă pentru contribuția cu instrumentul Spectrometru de emisie termică (OTES) la bordul NASA OSIRIS-Rex nava spațială, care desfășoară în prezent o misiune de retur-probă cu asteroidul apropiat de Pământ. OSIRIS-REx este programat să colecteze probe din Bennu în vara următoare și să le readucă pe Pământ până în septembrie 2023.
Aceste și alte misiuni vor extinde înțelegerea oamenilor de știință despre cum a ajuns sistemul nostru solar și ar putea chiar să arunce o lumină asupra modului în care a început viața pe planeta noastră. După cum a concluzionat Bose:
„Misiunile de retur-eșantion sunt obligatorii dacă dorim cu adevărat să facem un studiu aprofundat al obiectelor planetare. Misiunea Hayabusa la Itokawa ne-a extins cunoștințele despre conținutul volatil al corpurilor care au ajutat la formarea Pământului. Nu ar fi surprinzător dacă un mecanism similar de producție de apă este comun pentru exoplanetele stâncoase din jurul altor stele. "
