כרגע, סוכנות הבדיקה האווירית היפנית (JAXA)
Hayabusa2 החללית עסוקה בחקירת האסטרואיד 162173 Ryugu. כמו קודמתה, זה מורכב ממשימת החזרת מדגם, שבה רגולית משטח האסטרואיד תוחזר הביתה לניתוח. בנוסף לספר לנו עוד על מערכת השמש המוקדמת, מחקרים אלה צפויים לשפוך אור על מקור המים של כדור הארץ (ואולי אפילו על החיים).
בינתיים, מדענים כאן בבית היו עסוקים בבחינת הדגימות שהוחזרו מ- 25143 Itokawa על ידי Hayabusa1 חללית. בזכות מחקר שנערך לאחרונה על ידי זוג קוסמוכימיסטים מאוניברסיטת אריזונה סטייט (ASU), ידוע כעת כי אסטרואיד זה הכיל כמויות מים רבות. מכאן מעריכים הצוות כי עד מחצית המים על כדור הארץ יכולים היו להגיע מאסטרואיד וכוכב שביט משפיעים לפני מיליארדי שנים.
מחקר זה, שהיה הפעם הראשונה שנבדקו דגימות לפני השטח של אסטרואיד במים, הופיע לאחרונה בכתב העת התקדמות מדעית. צוות המחקר כלל זיליאנג ג'ין ומייטריי בוס, חוקר פוסט-דוקטורט ועוזר פרופסור בבית הספר לחקר כדור הארץ והחלל של ASU (SESE).
הקונצנזוס המדעי הנוכחי הוא שהאסטרואידים מורכבים מחומר שנשאר מיצירת מערכת השמש. המחקר של גופים אלה צפוי אפוא לחשוף דברים אודות ההיסטוריה המוקדמת שלו והתפתחותו. מה שג'ין ובוס מצאו, לאחר שבדקו את הדגימות שסיפקה JAXA, היה שהן מועשרות במים לעומת הממוצע לחפצים שנמצאו במערכת השמש הפנימית.
ובוז הצביע בראיון עם ASU עכשיומחקר זה התאפשר בזכות שיתוף הפעולה בין ה- ASU ל- JAXA, למרות שהופתעו לשמוע מה היא וג'ין חיפשו:
"זו הייתה זכות שסוכנות החלל היפנית JAXA הייתה מוכנה לחלוק חמישה חלקיקים מאיתוקאווה עם חוקר אמריקאי. זה משתקף היטב גם על בית הספר שלנו ... עד שהצענו אותו, איש לא חשב לחפש מים. אני שמחה לדווח שהגיוס שלנו השתלם. "
כדי ללמוד את חמשת הדגימות שכל אחת מהן
בשניים מתוך חמש החלקיקים זיהה הצוות פירוקסן, מינרל שיש בכדור הארץ מים כחלק מהמבנה הגבישי שלו. ג'ין ובוזה חשדו גם כי הגרגרים עשויים להכיל עקבות מים, אם כי לא היו ברורים עד כמה. ההיסטוריה הארוכה של איתוקאווה הייתה כוללת אירועי חימום, פגיעות, זעזועים
מדידות NanoSIMS אישרו השערה זו, וחשפו כי גרגרי הדגימה עצמם היו עשירים במים. אבל מה שהיה מפתיע היה עד כמה הם היו עשירים. זה מצביע על כך שאסטרואידים כמו Itokawa (הנחשבים ל"יבשים ") מסוגלים להכיל יותר מים ממה שמדענים חשבו בעבר.
בגלל הרכבו, המורכב בעיקר ממינרלים ומתכות סיליקט, מדעני פלנטה כינו את איטוקאווה לאסטרואיד מסוג S. באורך 500 מטר בלבד, וקוטרו 215 עד 300 (700 עד 1000 רגל), אסטרואיד מעגל את השמש כל 18 חודשים במרחק ממוצע של 1.3 AU - כשהוא עובר בתוך מסלול כדור הארץ למעט מעבר לזה של מאדים .
אובייקטים שהם בסדר גודל של Itokawa, הם האמינו כי הם שברים שהתנתקו מאסטרואידים גדולים יותר מסוג S. למרות היותם קטנים, אומרים כי אסטרואידים אלו שמרו על מים וחומרים נדיפים (חנקן, פחמן דו חמצני, מתאן, אמוניה וכו ') שהיו להם בעת היווצרותם. כפי שהסביר בוס:
"אסטרואידים מסוג S הם אחד האובייקטים הנפוצים ביותר בחגורת האסטרואידים. הם נוצרו במקור במרחק מהשמש המרוחקת שליש עד שלוש פעמים מהארץ.”
ממבנהו, המורכב משני אונות עיקריות זרועות סלעים (בצפיפות שונה) שאליהן מצטרף קטע צר יותר, ההערכה היא כי איתוקאווה היא שריד של גוף הורה בגודל של כ- 19 ק"מ (12 מייל). במהלך ההיסטוריה שלו, הוא היה מחומם לטווח של בין 550 ל 800 מעלות צלזיוס וסובל מפגיעות מרובות, עם אירוע אחד גדול שפרק אותו.
לאחר מכן, שניים מהקטעים התמזגו ויצרו את איתוקאווה, שהניחה את גודלה וצורתה הנוכחית לפני כשמונה מיליון שנה. למרות ההתפרקות הקטסטרופלית שהובילה להיווצרותה והעובדה שגרגרי הדגימה נחשפו לקרינה והשפעות מיקרומטוריט, המינרלים עדיין הראו עדויות למים שאבדו לחלל.
"למרות שהדגימות נאספו לפני השטח, אנחנו לא יודעים איפה הדגנים האלה היו בגוף ההורה המקורי," אמר ג'ין. "אבל הניחוש הטוב ביותר שלנו הוא שהם נקברו בעומק של יותר ממאה מטרים ... למינרלים יש קומפוזיציות איזוטופיות מימן שלא ניתן להבחין בהן מכדור הארץ."
מה שמראה זה שפגיעות אסטרואידים במהלך ההפצצה הכבדה המאוחרת (לפני 4.1 עד 3.8 מיליארד שנה) היו אחראיות להפצת מים לכדור הארץ זמן קצר לאחר שנוצרו. כפי שהוסיפה בוזה, זה הופך את אסטרואידים מסוג S למטרה בעדיפות גבוהה למשימות החזרת מדגם בעתיד.
המשמעות היא שאסטרואידים מסוג S וגופי ההורה של הכונדיטים הרגילים הם ככל הנראה מקור קריטי למים וכמה יסודות אחרים לכוכבי הלכת היבשתיים. ואנחנו יכולים לומר זאת רק בגלל מדידות איזוטופיות באתרם על דגימות מוחזרות של אסטרואיד רגולית - אבק השטח והסלעים שלהם. "
כאשר המשימות הללו יתקיימו, ASU ככל הנראה תמלא תפקיד משמעותי. נכון לעכשיו, בוס עובדת על הקמת מתקן למעבדה נקייה ב- ASU אשר - יחד עם NanoSIMS - יהיה המתקן האוניברסיטאי הציבורי הראשון שמסוגל לנתח דגימות של חומר שהושג מאסטרואידים וגופים במערכת השמש.
פרופ 'Meenakshi - מנהל המרכז ללימודי מטאוריט של ASU והמנהל החדש של ה- SESE - הוא גם חלק מצוות הניתוח שילמד את הדגימות שהוחזרו על ידי Hayabusa2 משימה. החללית תעזוב את האסטרואיד Ryugu בדצמבר 2019 והיא אמורה לחזור לכדור הארץ עד דצמבר 2020.
ASU אחראית גם לתרום מכשיר ה- Emission Spectrometer (OTES) על סיפונה של מכשיר נאס"א. OSIRIS-REx חללית, שמבצעת כעת משימה להחזרת מדגם עם אסטרואיד הכדור הארץ קרוב. OSIRIS-REx אמורה לאסוף דגימות מבנו בקיץ הבא ולהחזיר אותם לכדור הארץ עד ספטמבר 2023.
משימות אלה ואחרות ירחיבו את ההבנה של המדען כיצד התפתחה מערכת השמש שלנו, ואולי אפילו ישפכו מעט אור על איך החיים התחילו על הפלנטה שלנו. כפי שסיכם בוזה:
"משימות לדוגמה-חזרה הן חובה אם אנו באמת רוצים לעשות מחקר מעמיק של עצמים פלנטריים. משימת הייבוסה לאיטוקאווה הרחיבה את הידע שלנו על התכנים הנדיפים של הגופים שעזרו ליצור כדור הארץ. לא יהיה זה מפתיע אם מנגנון דומה של ייצור מים נפוץ עבור exoplanets סלעי סביב כוכבים אחרים. "
