Прямо сейчас Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA)
Хаябуса-2 Космический корабль занят исследованием астероида 162173 Рюгу. Как и его предшественник, он состоит из миссии по возврату образца, где реголит с поверхности астероида будет возвращен домой для анализа. Ожидается, что эти исследования не только расскажут нам больше о ранней Солнечной системе, но и пролят свет на происхождение воды на Земле (и, возможно, даже на жизнь).
Между тем, ученые здесь дома были заняты исследованием образцов, возвращенных из 25143 Итокавы Hayabusa1 Космический аппарат. Благодаря недавнему исследованию пары космохимиков из Университета штата Аризона (ASU), теперь известно, что этот астероид содержал большое количество воды. Исходя из этого, команда оценивает, что до половины воды на Земле могло произойти из-за астероидов и комет миллиарды лет назад.
Это исследование, в котором впервые образцы поверхности астероида были исследованы на наличие воды, недавно появилось в журнале. Научные достижения. Исследовательская группа состояла из Ziliang Jin и Maitrayee Bose, доктора наук и доцента Школы исследования Земли и космоса (SESE) ASU.
В настоящее время научный консенсус заключается в том, что астероиды состоят из материала, оставшегося от образования Солнечной системы. Поэтому ожидается, что изучение этих тел раскроет что-то о его ранней истории и эволюции. После изучения образцов, предоставленных JAXA, Джин и Бозе обнаружили, что они обогащены водой по сравнению со средним для объектов, обнаруженных во внутренней Солнечной системе.
И Бозе указал в интервью АГУ сейчасэто исследование стало возможным благодаря сотрудничеству между ASU и JAXA, хотя они были удивлены, услышав, что она и Джин искали:
«Для меня было честью, что японское космическое агентство JAXA хотело поделиться пятью частицами из Итокавы со следователем из США. Это также хорошо отражается на нашей школе ... Пока мы не предложили это, никто не думал искать воду. Я рад сообщить, что наша догадка окупилась ».
Изучить пять образцов, каждый из которых
В двух из пяти частиц команда определила пироксен, минерал, который (на Земле) имеет воду как часть своей кристаллической структуры. Джин и Боз также подозревали, что зерна могут содержать следы воды, хотя они не знали, сколько. Долгая история Itokawa включала бы нагревательные события, удары, шоки
Измерения NanoSIMS подтвердили эту гипотезу, обнаружив, что сами зерна образца были богаты водой. Но что было удивительно, так это то, насколько они богаты. Это указывает на то, что такие астероиды, как Итокава (которые считаются «сухими»), способны содержать больше воды, чем думали ученые.
Из-за его состава, который в основном состоит из силикатных минералов и металлов, ученые-планетологи определили Itokawa как астероид класса S. Имея длину всего 500 метров (1800 футов) и диаметр от 215 до 300 (700–1000 футов), астероид окружает Солнце каждые 18 месяцев на среднем расстоянии 1,3 а.е., проходя внутри орбиты Земли чуть дальше Марса. ,
Считается, что объекты размером с Итокаву представляют собой фрагменты, отколовшиеся от более крупных астероидов класса S. Несмотря на то, что эти астероиды являются небольшими, они, как полагают, сохранили любую воду и летучие вещества (азот, углекислый газ, метан, аммиак и т. Д.), Которые они имели при образовании. Как объяснил Бозе:
«Астероиды S-типа - один из самых распространенных объектов в поясе астероидов. Первоначально они образовались на расстоянии от одной трети Земли до Солнца.”
Из его структуры, которая состоит из двух валунных главных лепестков (с различной плотностью), которые соединены более узким участком, считается, что Итокава является остатком родительского тела, имеющего ширину около 19 км (12 миль). За свою историю он был нагрет до 550–800 ° C (1000–1500 ° F) и подвергся многочисленным ударам, и одно большое событие разорвало его на части.
В результате два из этих фрагментов объединились в Itokawa, который приобрел свои нынешние размеры и форму примерно 8 миллионов лет назад. Несмотря на катастрофический распад, который привел к его образованию, и тот факт, что зерна образца подверглись радиационному воздействию и воздействию микрометеоритов, минералы все еще демонстрировали признаки потери воды в космосе.
«Хотя образцы были собраны на поверхности, мы не знаем, где были эти зерна в исходном родительском теле», - сказал Джин. «Но мы полагаем, что они были похоронены на глубине более 100 метров ... Минералы имеют составы изотопов водорода, которые неотличимы от Земли».
Это показывает, что удары астероидов во время поздней тяжелой бомбардировки (около 4,1 до 3,8 миллиардов лет назад) были ответственны за распределение воды на Землю вскоре после ее образования. Как добавил Бозе, это делает астероиды класса S высокоприоритетной целью для миссий с возвратом образца в будущем.
«Это означает, что астероиды S-типа и родительские тела обычных хондритов, вероятно, являются критическим источником воды и нескольких других элементов для планет земной группы. И мы можем сказать это только из-за изотопных измерений на месте на возвращенных образцах астероидного реголита - их поверхностной пыли и камнях ».
Когда эти миссии состоятся, АСУ, вероятно, будет играть важную роль. Прямо сейчас, Бозе работает над созданием лаборатории чистой лаборатории в АГУ, которая - наряду с NanoSIMS - станет первым государственным университетским учреждением, способным анализировать образцы материалов, полученных из астероидов и тел в Солнечной системе.
Профессор Минакши - директор Центра исследований метеоритов АГУ и новый директор SESE - также входит в состав аналитической группы, которая будет изучать образцы, возвращенные Хаябуса-2 миссия. Космический корабль покинет астероид Рюгу в декабре 2019 года и должен вернуться на Землю к декабрю 2020 года.
ASU также отвечает за предоставление прибора для измерения теплового излучения (OTES) на борту НАСА. OSIRIS-REX космический корабль, который в настоящее время выполняет задание по возврату образца с околоземным астероидом Бенну. OSIRIS-REx планирует забрать образцы из Бенну следующим летом и вернуть их на Землю к сентябрю 2023 года.
Эти и другие миссии расширят понимание ученым того, как возникла наша Солнечная система, и могут даже пролить некоторый свет на то, как началась жизнь на нашей планете. Как заключил Бозе:
«Миссии по возврату образцов являются обязательными, если мы действительно хотим провести углубленное изучение планетарных объектов. Миссия Хаябуса в Итокаву расширила наши знания об изменчивом содержании тел, которые помогли сформировать Землю. Не было бы удивительно, если бы подобный механизм добычи воды был распространен для скалистых экзопланет вокруг других звезд ».
