Двама „космически химици“ от Щатския университет в Аризона са направили първите измервания на вода, съдържаща се в проби от повърхността на астероид.
Пробите идват от астероид Итокава (Itokawa) и са събрани от японската космическа сонда Hayabusa.
Констатациите на екипа сочат, че въздействията от подобни астероиди в началото на историята на Земята биха могли да доведат до появата на половината от океанската вода на нашата планета.
„Открихме, че пробите, които изследвахме, бяха обогатени с вода в сравнение със средните за обекти от вътрешната част на Слънчевата система“, казва Зилянг Жин, от Института за изследване на Земята и Космоса на АSU (Arizona State University). Той е водещият автор на публикацията, отчитаща споменатите резултати. Неин съавтор е Майтрайе Бозе, асистент в същата научна организация.
„Това беше привилегия, че японската космическа агенция JAXA имаше желание да сподели пет частици от Итокава с американски изследователи“, казва Бозе.
Идеята на екипа за търсене на вода в пробите от Итокава е изненада за проекта Hayabusa.
„Докато не го предложихме, никой и не помисляше да търси вода там“, казва Бозе. – „Щастлив съм да съобщя, че нашите предчувствия се потвърдиха“.
В две от петте частици екипът идентифицира минерала пироксен. В земните проби пироксенът има вода в кристалната си структура. Бозе и Жин подозират, че в частиците от Итокава също има следи от вода, но решават да проверят точно колко.
Астероидът Итокава е имала трудна история, включваща период на множество въздействия и удари с други обекти, шокове и неколкократна фрагментация. Всичко това е повишило температурата на минералите на астероида и е изхвърлило водата.
За да се изследват пробите, всяка от които е с големина около половината от дебелината на човешки косъм, екипът е използвал нано спектрометър (NanoSIMS), който може да измерва с голяма чувствителност такива малки минерални проби.
Измерванията с NanoSIMS показват, че пробите са неочаквано богати на вода. Те също така предполагат, че дори номинално сухите астероиди, като Итокава, в действителност могат да съдържат повече вода, отколкото досега се предполагаше.
Итокава е астероид с форма на фъстък с дължина около 548.6 метра и ширина от 213 до 305 метра. Той обикаля Слънцето на всеки 18 месеца при средно разстояние 1,3 пъти от разстоянието Земя-Слънце. Част от пътя на Итокава го довежда в орбитата на Земята, а в най-отдалечената му част се приближава и до тази на Марс.
Базирайки се на спектъра на Итокава в земните телескопи, планетарните учени го поставят в клас S. Това го свързва с каменистите метеорити, за които се смята, че са фрагменти от астероиди от тип S, отчупени при сблъсъци.
„Астероидите от S-тип са един от най-често срещаните предмети в астероидния пояс“, казва Бозе. „Те първоначално са се образували на разстояние от Слънцето от една трета до три пъти разстоянието между Земята и Слънцето.“ Тя добавя, че макар и да са малки, тези астероиди са запазили каквато и да е вода и други летливи материали, с които са се формирали.
Жин и Бозе посочват, че днешния Итокава е остатък от по-голямо тяло от което се е откъснал. Първоначалното тяло в някакъв момент е било загрято между 538 и 815 градуса по Целзий. То е претърпяло няколко големи удара от други обекти, с едно последно разбиващо събитие, което го е разчупило. В последствие два от фрагментите се сливат и формират днешния Итокава, който достига сегашния си размер и форма преди около 8 милиона години.
„Частиците, които анализирахме, идват от част от Итокава, наречена Muses Sea“, казва Бозе. „Това е област на астероида, която е гладка и покрита с прах“.
Жин добавя: „Въпреки че пробите са били събрани от повърхността, ние не знаем къде са били тези зърна в първоначалното тяло на обекта. Но най-доброто предположение е, че преди да се разчупи, те са били погребани на повече от 100 метра дълбочина в него.“
Той добавя, че въпреки катастрофалното разпадане на родителското тяло, въпреки радиацията и въздействия от микрометеорити на повърхността, минералите все още показват доказателства за вода, която не е била загубена за космоса.
„Минералите имат изотопни композиции на водород, които са неразличими от тези на Земята“, обяснява Бозе: „Това означава, че астероидите от S-тип са вероятно критичен източник на вода и няколко други елементи за скалистите планети.“
Тя добавя: „И можем да кажем това само на базата на изотопните измервания на пробите от астероиден реголит – повърхностния им слой от прах и скали“.
Друга японска мисия, Hayabusa 2, в момента е на астероид на име Рюгу, където ще събира проби, които ще върне на Земята през декември 2020 г.
Апаратура на ASU също е на борда на сондата на НАСА OSIRIS-REx, която обикаля около астероид на име Бену близо до Земята. Наред с другите инструменти, космическият кораб носи термичния спектрометър OSIRIS-REx (OTES), проектиран и построен от професора в ASU Филип Кристенсен. OSIRIS-REx е планирано да вземе проби от Бену през лятото на 2020 г. и да ги върне на Земята през септември 2023 г.
За планетарните учени и космическите химици, които изследват картината на формирането на Слънчевата система, астероидите са голям ресурс. Като остатъчни градивни елементи за планетарната система, макар да се различават значително помежду си, те запазват материалите от началото на историята на Слънчевата система.
Публикувано в ScienceDaily.
