NASA: s OSIRIS-REx-rymdskepp anlände till asteroiden Bennu i december 2018, och bara en vecka senare upptäckte det något ovanligt med Bennu: asteroiden kastade ut partiklar i rymden.
Rymdfarkostens navigeringskamera såg först partiklarna, men forskare trodde initialt att de bara var stjärnor i bakgrunden. Efter en närmare granskning insåg OSIRIS-REx-teamet att de var stenpartiklar och var oroliga för att de skulle kunna utgöra en fara.
Asteroider som förlorar massan kallas "aktiva asteroider" och ibland "huvudbälteskometer." De lämnar ibland övergående spår av damm och skräp som ser ut som en komets svans. När dessa typer av asteroider först observerades trodde astronomer att leden var gjord av smältande is, som en komets svans. Men nu vet vi att det finns flera mekanismer som kan göra att en asteroid är aktiv.
Astronomer hittade inte många aktiva asteroider, och de flesta förlorar så mycket material att det är synligt i teleskop. De flesta asteroider är stabila och faktiskt verkade Bennu vara en inaktiv asteroid i jordbaserade observationer. Naturligtvis ville forskare som arbetar med OSIRIS-REx veta mer och snubblar på en med rymdskeppet gav en oplanerad möjlighet att studera en av dessa asteroider på nära håll.
"Det här är ett utmärkt tillfälle att utöka vår kunskap om hur asteroider beter sig."
Professor Dante Lauretta, huvudutredare, OSIRIS-REx Mission.
"Bland Bennus många överraskningar väckte partikelutkastningen vår nyfikenhet, och vi har spenderat de senaste månaderna med att undersöka detta mysterium," säger Dante Lauretta, OSIRIS-REx huvudutredare vid University of Arizona, Tucson. "Det här är ett utmärkt tillfälle att utöka vår kunskap om hur asteroider beter sig," sade han i ett pressmeddelande.
Det finns olika orsaker till aktiva asteroider som Bennu. Sublimering av is, stötar, rotationsinstabilitet, termiska sprickor och elektrostatisk avstötning är några av dem. I ett papper som publicerades i Science den 6 december presenterade Lauretta och andra forskare resultaten från deras observationer av Bennus massförlust. Artikeln heter titeln "Avsnitt av partikelutkastning från ytan av den aktiva asteroiden (101955) Bennu."
Tidningen på tidningen gör det tydligt att dessa partikelutkast är episodiska snarare än kontinuerliga. Teamet fokuserade på de tre största avsnitten av partikelutstötning den 6 januari, 19 januari och 11 februari. Den största händelsen var den 6 januari när OSIRIS-REx såg cirka 200 partiklar lämna Bennu. Sammantaget reste partiklarna cirka 3 meter per sekund och sträckte sig i storlek från mindre än en tum upp till 10 cm.
Var och en av de tre inträffade på olika platser på asteroidens yta. En inträffade på den södra halvklotet och två nära ekvatorn. De inträffade alla vid mitten av dagen, och det verkar inte vara något märkligt med platserna.
Efter att ha kastats ut från Bennu, hände en av två saker med partiklarna: de kretsade antingen i en kort period på flera dagar innan de föll tillbaka till asteroiden, eller de kastades ut i rymden.
Efter att teamet undersökte partikelutstötningen eliminerade de vissa orsaker och avgörde tre möjliga orsaker: meteoroidpåverkan, termisk spänningsfraktur eller frigöring av vattenånga.
Bennus grannskap är typ av en upptagen plats, med massor av små utrymme stenar som susar runt. En möjlighet är att dessa stenar slog Bennu ur synen av OSIRIS-REx och skakade loss partiklar, skickade dem in i bana eller ut i rymden.
Termisk sprickbildning kan också förklara partiklarna. Bennus rotationsperiod är 4,3 timmar, och yttemperaturen för asteroiden varierar mycket under den tiden. De tre huvudsakliga händelserna för utstötning av partiklar var alla på eftermiddagen, när temperaturen stiger från kalla nattetider till höga på dagen. Dessa temperatursvingningar kan orsaka att sten spricker och partiklar kastas ut.
Eller det kan vara vattenutsläpp. Bennu innehåller betydande vattenbärande leror, och daguppvärmningen kan leda till att den expanderar och skapar tryck när den försöker fly. Det trycket kan bygga upp sprickor och luckor i berget, agitera berget och föra partiklarna loss och låta dem fly.
Naturligtvis kanske inte svaret är ett av dessa. Det kan vara så att det finns flera orsaker till Bennus aktiva yta.
"Det kan vara så att mer än en av dessa möjliga mekanismer spelas," sa Steve Chesley, en författare på tidningen och Senior Research Scientist vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Calif. "Exempelvis kan termisk sprickbildning hacka ytmaterial i små bitar, vilket gör det mycket lättare för meteoroidpåverkan att lansera småsten i rymden. "
Vad detta betyder för andra asteroider är ännu inte säkert. Bennu innehåller vatten, men inte alla asteroider gör det. Så om vattenutsläpp orsakar det, kan forskare inte dra några slutsatser om "torra" asteroider. Men om frisättningen av partiklar orsakas av meteoroidpåverkan och / eller termisk sprickning, är det möjligt att denna småskaliga partikelförlust sker på alla små asteroider.
Sommaren 2020 kommer OSIRIS-REx att samla in ett prov från Bennu och återlämna det till jorden år 2023. Dessa partiklar som kastades ut och sedan återförts till asteroiden är små nog att tas under provtagning, så det är möjligt att vissa kommer tillbaka till jorden . Det kommer att vara svårt att fastställa om något av provet matas ut material, men inte omöjligt. Om något av det är, kan vi lära oss mer om aktiva asteroider och vad som orsakar partikelutkast från provet.
Under tiden kommer OSIRIS-REx att vara på Bennu under en lång tid ännu och studera den med sin svit med vetenskapliga instrument. Vi kommer fortfarande att lära oss mycket om asteroiden innan något prov samlas in. Kanske kommer det att bli fler överraskningar.
Mer:
- Pressmeddelande: NASA: s OSIRIS-REx-uppdrag förklarar Bennus mystiska partikelhändelser
- Forskningsdokument: Avsnitt av partikelutstötning från ytan av den aktiva asteroiden (101955) Bennu
- 2012 Paper: THE ACTIVE ASTEROIDS
