NASA: n OSIRIS-REx-avaruusalus saapui asteroidiin Bennuun joulukuussa 2018, ja vain viikkoa myöhemmin se löysi Bennusta jotain epätavallista: asteroidi työntää hiukkasia avaruuteen.
Avaruusaluksen navigointikamera havaitsi hiukkaset ensin, mutta tutkijoiden mielestä ne olivat alun perin vain tähtiä taustalla. Tarkemman tutkinnan jälkeen OSIRIS-REx-ryhmä huomasi olevansa kivijaineshiukkasia ja huolestunut siitä, että ne saattavat aiheuttaa vaaraa.
Asteroideja, jotka menettävät massaa, kutsutaan ”aktiivisiksi asteroideiksi” ja joskus “päävyöhyödyllisiksi komeeteiksi”. Ne jättävät joskus ohimeneviä pöly- ja roskijälkiä, jotka näyttävät komeetan hännältä. Kun tällaisia asteroideja havaittiin ensimmäistä kertaa, tähtitieteilijät ajattelivat, että polku oli tehty sulavasta jäästä, kuten komeetan häntä. Mutta nyt tiedämme, että on olemassa useita mekanismeja, jotka voivat aiheuttaa asteroidin aktiivisuuden.
Astronomit eivät ole löytäneet monia aktiivisia asteroideja, ja suurin osa heistä menettää niin paljon materiaalia, että se näkyy kaukoputkeissa. Useimmat asteroidit ovat vakaita, ja itse asiassa Bennu näytti olevan passiivinen asteroidi maapallolla tapahtuvissa havainnoissa. Luonnollisesti OSIRIS-RExin kanssa työskentelevät tutkijat halusivat tietää enemmän, ja kompastuessaan avaruusaluksen kanssa tarjosi suunnittelemattoman mahdollisuuden tutkia yhtä näistä asteroideista läheltä.
"Tämä on loistava tilaisuus laajentaa tietämystämme asteroidien käyttäytymisestä."
Professori Dante Lauretta, johtava tutkija, OSIRIS-REx-operaatio.
"Bennun monien yllätyksien joukossa hiukkasten ulosheittäminen herätti uteliaisuutta ja olemme viettäneet viimeiset kuukaudet tutkimaan tätä mysteeriä", kertoi Dante Lauretta, OSIRIS-REx: n päätutkija Arizonan yliopistossa, Tucson. "Tämä on loistava tilaisuus laajentaa tietämystämme asteroidien käyttäytymisestä", hän sanoi lehdistötiedotteessa.
Bennu-kaltaisille aktiivisille asteroideille on monia syitä. Sublimoiva jää, iskut, pyörimisen epävakaus, lämpömurtumat ja sähköstaattinen heijastus ovat joitain niistä. Lauretta ja muut tutkijat esittelivät Science-lehdessä 6. joulukuuta julkaistussa lehdessä tuloksia havainnoistaan Bennun joukkotappiosta. Artikkelin otsikko on "Jaksot hiukkasten poistumisesta aktiivisen asteroidin (101955) Bennu pinnalta."
Lehden otsikko tekee selväksi, että nämä hiukkasten poistumiset ovat pikemminkin episodisia kuin jatkuvia. Joukkue keskittyi kolmeen suurimpaan hiukkasten poistojaksoon 6. tammikuuta, 19. tammikuuta ja 11. helmikuuta. Suurin tapahtuma oli 6. tammikuuta, kun OSIRIS-REx näki noin 200 hiukkasen poistuvan Bennuista. Kaiken kaikkiaan hiukkaset kulkivat noin 3 metriä (6 jalkaa) sekunnissa ja kooltaan vaihtelivat alle yhdestä tuumasta 10 senttimetriin.
Jokainen kolmesta tapahtui asteroidin pinnan eri paikoissa. Yksi tapahtui eteläisellä pallonpuoliskolla ja kaksi lähellä päiväntasaajaa. Ne kaikki tapahtuivat päivän puolivälissä, ja sijainneissa ei näytä olevan mitään merkittävää.
Sen jälkeen kun heidät poistettiin Bennusta, hiukkasille tapahtui yksi kahdesta asiasta: ne joko kiertävät lyhyen ajan useita päiviä ennen kuin putosivat takaisin asteroidin pintaan, tai heidät karkotettiin avaruuteen.
Ryhmän tutkiessa hiukkasten poistumista he poistivat joitain syitä ja selvitettiin kolmea mahdollista syytä: meteoroidivaikutukset, lämpörasitusmurtumat tai vesihöyryn vapautuminen.
Bennun naapurusto on tavallaan kiireinen paikka, ja siellä vilisee paljon pieniä avaruuskiviä. Yksi mahdollisuus on, että nämä kivet löysivät Bennua OSIRIS-REx: n ulkopuolelta ja ravistelivat hiukkasia irti, lähettäen ne kiertoradalle tai pois avaruuteen.
Terminen hajoaminen voisi myös selittää hiukkaset. Bannun kiertoaika on 4,3 tuntia, ja asteroidin pintalämpötila vaihtelee suuresti tuona aikana. Kolme suurta hiukkasten poistumistapahtumaa olivat kaikki iltapäivällä, kun lämpötila nousi kylmästä yöaikaan matalimmasta päiväkorkeuteen. Nämä lämpötilanvaihtelut saattavat aiheuttaa kivin halkeilua ja hiukkasten poistumista.
Tai se voi olla veden vapautumista. Bennu sisältää merkittäviä vettä kantavia savia, ja päivälämmitys voi aiheuttaa sen laajenemisen aiheuttaen paineita yrittäessään paeta. Tämä paine voi rakentua halkeamiin ja rakoihin kalliossa, sekoittaen kallio- ja väylähiukkaset irti ja antamalla niiden paeta.
Vastaus ei tietenkään voi olla yksi näistä. Voi olla, että Bennun aktiiviselle pinnalle on useita syitä.
"Voi olla, että useampia kuin yksi näistä mahdollisista mekanismeista on esillä", sanoi Steve Chesley, paperille kirjoittanut ja NASA: n suihkumoottorien laboratorion vanhempi tutkija Kalifornian Pasadenassa. "Esimerkiksi lämpöhajoaminen voisi hajottaa pintamateriaalista pieniksi paloiksi, jolloin meteoroidisten iskujen on huomattavasti helpompaa viedä kiviä avaruuteen. ”
Mitä tämä tarkoittaa muille asteroideille, ei ole vielä varmaa. Bennu sisältää vettä, mutta kaikki asteroidit eivät. Joten jos veden vapautuminen aiheuttaa sen, tutkijat eivät voi tehdä johtopäätöksiä "kuivista" asteroideista. Mutta jos hiukkasten vapautuminen johtuu meteoroidivaikutuksista ja / tai lämpöhajoamisesta, on mahdollista, että tämä pienimuotoinen hiukkashäviö tapahtuu kaikilla pienillä asteroideilla.
Kesällä 2020 OSIRIS-REx kerää näytteen Bennusta ja palauttaa sen maapallolle vuoteen 2023 mennessä. Nämä hiukkaset, jotka poistettiin ja palautettiin sitten asteroidiin, ovat riittävän pieniä otettavaksi näytteenoton aikana, joten on mahdollista, että jotkut palaavat Maahan . On vaikeaa varmistaa, onko joku näytteistä poistettu materiaalia, mutta ei mahdotonta. Jos osa siitä on, voimme oppia lisää aktiivisista asteroideista ja siitä, mikä aiheuttaa hiukkasten poistumisen näytteestä.
Sillä välin OSIRIS-REx on vielä kauan Bennassa, opiskelee sitä tieteellisten instrumenttijoukkojensa avulla. Opimme silti paljon asteroidista ennen minkään näytteen keräämistä. Ehkä siellä on enemmän yllätyksiä.
Lisää:
- Lehdistötiedote: NASA: n OSIRIS-REx-operaatio selittää Bennan salaperäisiä hiukkastapahtumia
- Tutkimusaineisto: Hiukkasten poistumisen jaksot aktiivisen asteroidin pinnalta (101955) Bennu
- 2012 kirja: AKTIIVISET ASTEROIDIT
