NASAs OSIRIS-REx-romfartøy ankom asteroiden Bennu i desember 2018, og bare en uke senere oppdaget det noe uvanlig med Bennu: asteroiden kastet ut partikler ut i verdensrommet.
Romfartøyets navigasjonskamera oppdaget først partiklene, men forskere trodde først de bare var stjerner i bakgrunnen. Etter nærmere granskning innså OSIRIS-REx-teamet at de var bergpartikler og var opptatt av at de kan utgjøre en fare.
Asteroider som mister masse kalles "aktive asteroider" og noen ganger "hovedbelte-kometer." Noen ganger etterlater de forbigående stier av støv og rusk som ser ut som en komets hale. Da disse typer asteroider først ble observert, trodde astronomer at stien var laget av smeltende is, som en komets hale. Men nå vet vi at det er flere mekanismer som kan føre til at en asteroide er aktiv.
Astronomer fant ikke mange aktive asteroider, og de fleste av dem mister så mye materiale at det er synlig i teleskoper. De fleste asteroider er stabile, og faktisk så Bennu ut til å være en inaktiv asteroide i jordbaserte observasjoner. Naturligvis ønsket forskere som jobber med OSIRIS-REx å vite mer, og snuble på en med romfartøyet ga en uplanlagt mulighet til å studere en av disse asteroidene på nært hold.
"Dette er en flott mulighet til å utvide vår kunnskap om hvordan asteroider oppfører seg."
Dante Lauretta, hovedetterforsker, OSIRIS-REx misjon.
"Blant Bennus mange overraskelser, utløste partikkelutslippene vår nysgjerrighet, og vi har brukt de siste månedene på å undersøke dette mysteriet," sa Dante Lauretta, OSIRIS-REx hovedetterforsker ved University of Arizona, Tucson. "Dette er en flott mulighet til å utvide kunnskapen vår om hvordan asteroider oppfører seg," sa han i en pressemelding.
Det er en rekke årsaker til aktive asteroider som Bennu. Sublimerende is, støt, rotasjonsinstabilitet, termiske brudd og elektrostatisk frastøtning er noen av dem. I en artikkel publisert i Science 6. desember presenterte Lauretta og andre forskere resultatene fra deres observasjoner av Bennus massetap. Oppgaven heter tittelen "Episoder av partikkelutstøting fra overflaten til den aktive asteroiden (101955) Bennu."
Tittelen på papiret gjør det klart at disse partikkelutkastene er episodiske snarere enn kontinuerlige. Teamet fokuserte på de tre største episodene med utstøting av partikler 6. januar, 19., 19. og 11. februar. Den største hendelsen var 6. januar da OSIRIS-REx så omtrent 200 partikler forlate Bennu. Totalt sett reiste partiklene rundt 3 meter per sekund og varierte i størrelse fra mindre enn en tomme opp til 10 cm.
Hver av de tre skjedde på forskjellige steder på asteroidens overflate. Den ene skjedde på den sørlige halvkule og to nær ekvator. De skjedde alle midt på dagen, og det ser ut til at det ikke er noe bemerkelsesverdig med stedene.
Etter å ha blitt kastet ut fra Bennu, skjedde en av to ting med partiklene: De gikk i bane i en kort periode på flere dager før de falt tilbake til overflaten til asteroiden, eller så ble de kastet ut i verdensrommet.
Etter at teamet undersøkte partikkelutkastet, eliminerte de noen årsaker og slo seg ned på tre potensielle årsaker: meteoroidpåvirkning, termisk spenningsbrudd eller frigjøring av vanndamp.
Bennus nabolag er et slags travelt sted, med mange små rombergarter som suser rundt. En mulighet er at disse bergartene slo Bennu utenfor synet av OSIRIS-REx og ristet løs partikler og sendte dem inn i bane eller ut i verdensrommet.
Termisk brudd kunne også forklare partiklene. Bennus rotasjonsperiode er 4,3 timer, og overflatetemperaturen til asteroiden varierer mye i løpet av den tiden. De tre største utslippshendelsene til partikler var alle på ettermiddagen, da temperaturen stiger fra kaldt nattetid til høydetid på dagen. Disse temperatursvingningene kan føre til at stein sprekker og partikler kastes ut.
Eller det kan være vannutgivelse. Bennu inneholder betydelige vannførende leire, og oppvarmingen på dagtid kan føre til at den utvides og skaper trykk når den prøver å rømme. Dette trykket kan bygge opp sprekker og gap i fjellet, røre opp fjellet og busse partikler løs og la dem slippe ut.
Selvfølgelig er svaret kanskje ikke et av disse. Det kan være at det er flere årsaker til Bennus aktive overflate.
"Det kan hende at mer enn en av disse mulige mekanismene er i spill," sa Steve Chesley, en forfatter på papiret og seniorforsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Calif. "For eksempel kan termisk brudd hakke opp overflatemateriale i små biter, noe som gjør det mye enklere for meteoroidpåvirkning å lansere småstein i verdensrommet. "
Hva dette betyr for andre asteroider er ennå ikke sikkert. Bennu inneholder vann, men ikke alle asteroider gjør det. Så hvis vannutgivelse forårsaker det, kan ikke forskere trekke noen konklusjoner om "tørre" asteroider. Men hvis partikkelutløsningen er forårsaket av meteoroidpåvirkning og / eller termisk brudd, er det mulig at dette småskala partikkeltap skjer på alle små asteroider.
Sommeren 2020 vil OSIRIS-REx samle en prøve fra Bennu og returnere den til jorden innen 2023. Disse partiklene som ble kastet ut og deretter returnert til asteroiden er små nok til å bli tatt under prøvetaking, så det er mulig noen vil komme tilbake til jorden . Det vil være vanskelig å fastslå om noe av prøven er kastet ut materiale, men ikke umulig. Hvis noe av det er, kan vi lære mer om aktive asteroider og hva som forårsaker utstøting av partikler fra prøven.
I mellomtiden vil OSIRIS-REx være på Bennu lenge ennå, og studere den med sin serie vitenskapelige instrumenter. Vi lærer fortsatt mye om asteroiden før noen prøver blir samlet inn. Kanskje det kommer flere overraskelser.
Mer:
- Pressemelding: NASAs OSIRIS-REx-misjon forklarer Bennus mystiske partikkelhendelser
- Research Paper: Episoder med utstøting av partikler fra overflaten til den aktive asteroiden (101955) Bennu
- 2012 Paper: THE ACTIVE ASTEROIDS
