Tällä hetkellä Japanin ilmailualan tutkimusvirasto (JAXA)
Hayabusa2 avaruusalus on kiireinen tutkimaan asteroidi 162173 Ryugu. Kuten edeltäjänsäkin, tämä koostuu näytteen palauttamisoperaatiosta, jossa asteroidin pinnalta tuleva regoliti saatetaan takaisin kotiin analysoitavaksi. Sen lisäksi, että nämä tutkimukset kertovat meille lisää varhaisesta aurinkokunnasta, näiden odotetaan valaisevan myös maapallon veden alkuperää (ja ehkä jopa elämää).
Samaan aikaan tutkijat täällä kotona ovat kiireisesti tutkineet näytteitä, jotka ovat palauttaneet 25143 Itokawasta Hayabusa1 avaruusalus. Arizonan osavaltion yliopiston (ASU) kosmoseemikkojen äskettäisen tutkimuksen ansiosta nyt tiedetään, että tämä asteroidi sisälsi runsaasti vettä. Tästä lähtien ryhmä arvioi, että jopa puolet maapallon vedestä olisi voinut tulla asteroidista ja komeetta vaikuttaa miljardeja vuosia sitten.
Tämä tutkimus, joka oli ensimmäistä kertaa näytteitä asteroidin pinnalta, tutkittiin veden suhteen, ilmestyi äskettäin lehdessä Tieteen kehitys. Tutkimusryhmä koostui Ziliang Jinistä ja Maitrayee Bosesta, tutkijatohtorista ja apulaisprofessorina ASU: n Maan ja avaruuden tutkimuksen koulussa (SESE).
Nykyinen tieteellinen yksimielisyys on, että asteroidit koostuvat materiaalijäännöksestä, joka jää aurinkokunnan muodostumisesta. Siksi näiden elinten tutkimuksen odotetaan paljastavan tietoja sen varhaisesta historiasta ja kehityksestä. JIN ja Bose havaitsivat JAXA: n toimittamien näytteiden tutkimisen jälkeen, että ne olivat rikastettu vedessä verrattuna sisäisessä aurinkokunnassa olevien esineiden keskiarvoon.
Ja Bose ilmoitti haastattelussa ASU nyt, tämä tutkimus tehtiin mahdolliseksi ASU: n ja JAXA: n yhteistyön ansiosta, vaikka he olivat yllättyneitä kuultuaan sitä, mitä hän ja Jin etsivät:
”Oli etuoikeus, että japanilainen avaruusjärjestö JAXA oli halukas jakamaan viisi Itokawan hiukkasta Yhdysvaltain tutkijan kanssa. Se heijastaa myös kouluamme hyvin ... Ennen kuin ehdotimme sitä, kukaan ei ajatellut etsiä vettä. Olen iloinen voidessani kertoa, että aavistus maksoi. "
Tutki viisi näytettä, joista kukin
Kahdessa viidestä hiukkasesta ryhmä tunnisti pyrokseenin, mineraalin, jolla (maapallolla) on vettä osana kiteistä rakennettaan. Jin ja Bose epäilivät myös, että jyvät saattoivat sisältää vesimääriä, vaikka niiden määrä olikin epäselvä. Itokawan pitkään historiaan olisi kuulunut lämmitystapahtumat, iskut, iskut
NanoSIMS-mittaukset vahvistivat tämän hypoteesin paljastaen, että näytteen jyvät olivat runsaasti vettä. Mutta mikä yllättävää oli vain kuinka rikkaat he olivat. Tämä osoittaa, että Itokawan kaltaiset asteroidit (joita pidetään ”kuivina”) kykenevät kantamaan enemmän vettä kuin tutkijat aiemmin ajattelivat.
Planeetta-tutkijat ovat nimittäneet Itokawan S-luokan asteroidiksi koostumuksestaan, joka koostuu pääasiassa silikaattimineraaleista ja metalleista. Asteroidi, joka on pituudeltaan vain 500 metriä (1800 ft) ja halkaisijaltaan 215–300 (700–1000 ft), kiertää aurinkoa 18 kuukauden välein keskimäärin 1,3 AU: n etäisyydellä - kulkeen Maan kiertoradalla hiukan Marsin ulkopuolelle. .
Itokawan kokoisten esineiden uskotaan olevan katkelmia, jotka rikkoivat suurempia S-luokan asteroideja. Vaikka nämä asteroidit ovat pieniä, niiden uskotaan pitäneen kaiken veden ja haihtuvien materiaalien (typen, hiilidioksidin, metaanin, ammoniakin jne.) Muodostumisessa. Kuten Bose selitti:
”S-tyyppiset asteroidit ovat yksi yleisimmistä esineistä asteroidihihnassa. Ne muodostuivat alun perin etäisyydestä auringosta kolmannesta kolmeen kertaan maan etäisyyteen.”
Rakenteestaan, joka koostuu kahdesta lohkareilla varustetusta pääerästä (joilla on erilaiset tiheydet), jotka on liitetty kapeammalla osuudella, uskotaan, että Itokawa on vanhemman vartalon jäännös, joka on noin 19 km (12 mi) leveä. Historiassaan se olisi kuumennettu lämpötilaan 550 - 800 ° C (1000 - 1500 ° F) ja kärsinyt useista iskuista, yhden suuren tapahtuman vuoksi, joka hajotti sen.
Jälkeenpäin kaksi fragmenttia yhdistyi Itokawaksi, joka sai nykyisen koon ja muodon noin 8 miljoonaa vuotta sitten. Huolimatta katastrofisesta hajoamisesta, joka johti sen muodostumiseen, ja tosiasiasta, että näytteen jyvät altistettiin säteilylle ja mikrometeoriittien vaikutuksille, mineraalit osoittivat silti todisteita avaruuteen kadonneesta vedestä.
"Vaikka näytteet kerättiin pinnalta, emme tiedä, missä nämä jyvät olivat alkuperäisessä vanhemmassa rungossa", Jin sanoi. "Mutta paras arvauksemme on, että ne haudattiin yli 100 metrin syvyyteen sen sisäpuolelle. Mineraaleissa on vetyisotooppisia koostumuksia, jotka eivät ole erotettavissa maasta."
Tämä osoittaa, että asteroidien iskut myöhään voimakkaiden pommitusten aikana (noin 4,1 - 3,8 miljardia vuotta sitten) olivat vastuussa veden jakautumisesta maapallolle pian sen jälkeen, kun ne muodostuisivat. Kuten Bose lisäsi, tämä tekee S-luokan asteroideista tärkeän tavoitteen tulevaisuuden näytteen palautusoperaatioissa.
”Tämä tarkoittaa S-tyyppisiä asteroideja ja tavallisten chritriittien emäkappaleet ovat todennäköisesti kriittinen veden lähde ja useita muita elementtejä maanpäällisille planeetoille. Ja voimme sanoa tämän vain in-situ-isotooppisten mittausten takia palautetuissa asteroidi regolith -näytteissä - niiden pintapölyssä ja kivissä. "
Kun nämä operaatiot tapahtuvat, ASU: lla on todennäköisesti merkittävä rooli. Tällä hetkellä Bose pyrkii luomaan puhtaan laboratorion laitoksen ASU: han, joka - yhdessä NanoSIMS: n kanssa - on ensimmäinen julkisen yliopiston laitos, joka pystyy analysoimaan aurinkokunnan asteroideista ja kappaleista saatuja materiaalinäytteitä.
Professori Meenakshi - ASU: n meteoriittitutkimuskeskuksen johtaja ja SESE: n uusi johtaja - on myös osa analyysitiimiä, joka tutkii Hayabusa2 tehtävä. Avaruusalus poistuu asteroidista Ryugusta joulukuussa 2019, ja sen on tarkoitus palata Maahan joulukuuhun 2020 mennessä.
ASU on myös vastuussa OTES-instrumentin lähettämisestä NASA: n laitteisiin Osiris-Rex avaruusalus, joka suorittaa tällä hetkellä näytteenpalautusoperaatiota maapallon lähellä olevan asteroidin Bennu kanssa. OSIRIS-RExin on määrä kerätä näytteitä Bennusta ensi kesänä ja tuoda ne takaisin maan päälle syyskuuhun 2023 mennessä.
Nämä ja muut tehtävät laajentavat tutkijan käsitystä siitä, kuinka aurinkokuntamme on tullut, ja saattaa jopa valaista, kuinka elämä alkoi planeetallamme. Kuten Bose totesi:
”Näytteen paluumatkat ovat pakollisia, jos todella haluamme tehdä syvällisen tutkimuksen planeettakohteista. Hayabusa-tehtävä Itokawaan on laajentanut tietämystämme ruumiiden haihtuvasta sisällöstä, jotka auttoivat muodostamaan Maata. Ei olisi yllättävää, jos samanlainen vedentuotantomekanismi on yleinen kivisillä eksoplaneetoilla muiden tähtien ympärillä. "
