Šobrīd Japānas Aviācijas un kosmosa izpētes aģentūra (JAXA)
Hayabusa2 kosmosa kuģis ir aizņemts ar asteroīda 162173 Ryugu izpēti. Tāpat kā tā priekšgājējs, tas sastāv no atgriešanās parauga misijas, kurā regolīts no asteroīda virsmas tiks atgriezts mājās analīzei. Paredzams, ka papildus tam, ka mēs vairāk pastāstīsim par agrīno Saules sistēmu, šie pētījumi parādīs arī Zemes ūdens izcelsmi (un varbūt pat dzīvību).
Tikmēr zinātnieki šeit, mājās, ir aizņemti, pārbaudot paraugus, ko no 25143 Itokawa atgriezusi Hayabusa1 kosmosa kuģis. Pateicoties nesenajam Arizonas Valsts universitātes (ASU) kosmokemistu pāra pētījumam, tagad ir zināms, ka šis asteroīds saturēja bagātīgu ūdens daudzumu. No tā izriet, ka komanda lēš, ka līdz pusei ūdens uz Zemes varēja nākt no asteroīdiem un komētu triecieniem pirms miljardiem gadu.
Šis pētījums, kas bija pirmais reize, kad no asteroīda virsmas tika pārbaudīti ūdens paraugi, nesen parādījās žurnālā Zinātnes sasniegumi. Pētījuma komandā bija Ziliangs Jins un Maitrjū Bose, pēcdoktoranti un ASU Zemes un kosmosa izpētes skolas (SESE) docenti.
Pašreizējā zinātniskā vienprātība ir tāda, ka asteroīdi sastāv no materiālā pārpalikuma no Saules sistēmas veidošanās. Tāpēc sagaidāms, ka šo ķermeņu izpēte atklās lietas par tā agrīno vēsturi un attīstību. Pēc JAXA sniegto paraugu izpētes Džins un Bose konstatēja, ka tie ir bagātināti ūdenī, salīdzinot ar vidējiem objektiem, kas atrodami iekšējā Saules sistēmā.
Un Bose norādīja intervijā ar ASU Tagad, šis pētījums bija iespējams, pateicoties ASU un JAXA sadarbībai, lai gan viņi bija pārsteigti, dzirdot, ko viņa un Džina meklē:
“Tā bija privilēģija, ka Japānas kosmosa aģentūra JAXA bija ar mieru dalīties piecās daļās no Itokawa ar ASV izmeklētāju. Tas labi atspoguļo arī mūsu skolu… Kamēr mēs to neieteicām, neviens nedomāja meklēt ūdeni. Es priecājos ziņot, ka mūsu veiklība atmaksājās. ”
Izpētīt piecus paraugus, no kuriem katrs
Divās no piecām daļiņām komanda identificēja piroksēnu - minerālu, kura (uz Zemes) kristāliskās struktūras sastāvdaļai ir ūdens. Jinai un Bosei arī radās aizdomas, ka graudos varētu būt ūdens pēdas, kaut arī nebija skaidrības par to, cik daudz. Itokavas ilgajā vēsturē būtu bijis jāietver sildīšanas notikumi, triecieni, satricinājumi
NanoSIMS mērījumi apstiprināja šo hipotēzi, atklājot, ka paši parauga graudi bija bagāti ar ūdeni. Bet pārsteidzoši bija tikai tas, cik viņi bija bagāti. Tas norāda, ka tādi asteroīdi kā Itokawa (kas tiek uzskatīti par “sausiem”) spēj uzņemt vairāk ūdens, nekā zinātnieki uzskatīja iepriekš.
Tā sastāva dēļ, kuru pārsvarā veido silikātu minerāli un metāli, planētu zinātnieki Itokawa ir izraudzījušies par S klases asteroīdu. Asteroīds, kura garums ir tikai 500 metri (1800 pēdas) un diametrs ir no 215 līdz 300 (700 līdz 1000 pēdām), ik pēc 18 mēnešiem ap Sauli riņķo ar vidējo 1,3 AU attālumu - iet Zemes orbītā nedaudz virs Marsa. .
Tiek uzskatīts, ka Itokawa izmēra objekti ir fragmenti, kas izlauzuši lielākus S klases asteroīdus. Neskatoties uz to, ka šie asteroīdi ir mazi, tiek uzskatīts, ka tie veidošanās laikā ir turējuši visu ūdeni un gaistošos materiālus (slāpekli, oglekļa dioksīdu, metānu, amonjaku utt.) Kā Bose paskaidroja:
“S veida asteroīdi ir viens no visbiežāk sastopamajiem objektiem asteroīda jostā. Sākotnēji tie izveidojās attālumā no saules no vienas trešdaļas līdz trīs reizes vairāk nekā Zemes attālums.”
Tiek uzskatīts, ka Itokawa pēc struktūras, kas sastāv no divām no laukakmeņiem izkaisītām galvenajām daivām (ar dažādu blīvumu), kuras savieno šaurāka sadaļa, ir vecāku ķermeņa paliekas, kuru platums ir aptuveni 19 km (12 jūdzes). Vēstures laikā tas būtu bijis sakarsēts līdz temperatūrai no 550 līdz 800 ° C (1000 līdz 1500 ° F) un piedzīvojis daudzējādus triecienus, ar vienu lielu notikumu, kas to sadalīja.
Pēc tam divi fragmenti saplūda, veidojot Itokawa, kura pašreizējo izmēru un formu ieguva apmēram pirms 8 miljoniem gadu. Neskatoties uz katastrofālo sabrukumu, kas noveda pie tā veidošanās, un faktu, ka paraugu graudi tika pakļauti starojumam un mikrometeorīta ietekmei, minerāli joprojām liecināja par kosmosā zaudētā ūdens daudzumu.
"Lai gan paraugi tika savākti virspusē, mēs nezinām, kur šie graudi atradās sākotnējā mātes ķermenī," sacīja Džins. "Bet mūsu labākais minējums ir tāds, ka tie tika aprakti vairāk nekā 100 metru dziļumā tajā ... Minerāliem ir ūdeņraža izotopu kompozīcijas, kas neatšķiras no Zemes."
Tas parāda, ka asteroīdu triecieni vēlīnā smagā bombardēšanas laikā (aptuveni pirms 4,1 līdz 3,8 miljardiem gadu) bija atbildīgi par ūdens izplatīšanu Zemei neilgi pēc tam, kad tie izveidojās. Kā piebilda Bose, tas padara S klases asteroīdus par prioritāru mērķi paraugu atgriešanas misijās nākotnē.
“Tas nozīmē, ka S veida asteroīdi un parasto hondrītu mātes ķermeņi, iespējams, ir kritisks ūdens un vairāku citu sauszemes planētu elementu avots. Un to mēs varam teikt tikai tāpēc, ka in-situ izotopi tiek mērīti atpakaļ atgrieztajiem asteroīdu regolīta paraugiem - to virsmas putekļiem un iežiem. ”
Kad šīs misijas notiks, ASU, iespējams, spēlēs nozīmīgu lomu. Šobrīd Bose strādā pie tīras laboratorijas izveidošanas ASU, kas kopā ar NanoSIMS būs pirmā publiskās universitātes iestāde, kas spēj analizēt materiāla paraugus, kas iegūti no Satero sistēmas asteroīdiem un ķermeņiem.
Profesors Meenakshi - ASU Meteorīta pētījumu centra direktors un jaunais SESE direktors - arī ir daļa no analīzes grupas, kas pētīs paraugus, ko Hayabusa2 misija. Kosmosa kuģis pametīs asteroīdu Ryugu 2019. gada decembrī, un ir paredzēts atgriezties uz Zemes līdz 2020. gada decembrim.
ASU ir atbildīga arī par termiskās emisijas spektrometra (OTES) instrumenta ieguldījumu NASA klāstā OSIRIS-REx kosmosa kuģis, kurš šobrīd veic atgriešanās paraugu kopā ar Zemes asteroīdu Bennu. Paredzēts, ka OSIRIS-REx nākamā gada vasarā veiks paraugu ņemšanu no Bennu un līdz 2023. gada septembrim tos nogādās uz Zemes.
Šīs un citas misijas paplašinās zinātnieka izpratni par to, kā izveidojās mūsu Saules sistēma, un, iespējams, pat parādīs nelielu skaidrību par to, kā dzīve sākās uz mūsu planētas. Kā Bose secināja:
“Atgriešanās misijas paraugos ir obligātas, ja mēs patiešām vēlamies veikt padziļinātu planētu objektu izpēti. Hayabusa misija Itokawa ir paplašinājusi mūsu zināšanas par gaistošo saturu ķermeņos, kas palīdzēja veidot Zemi. Nebūtu pārsteidzoši, ja līdzīgs ūdens ražošanas mehānisms ir izplatīts akmeņainajām eksoplanetām ap citām zvaigznēm. ”
