Derzeit ist die japanische Agentur für Luft- und Raumfahrt (JAXA)
Hayabusa2 Das Raumschiff ist damit beschäftigt, den Asteroiden 162173 Ryugu zu erkunden. Wie beim Vorgänger besteht dies aus einer Mission zur Probenrückgabe, bei der Regolith von der Oberfläche des Asteroiden zur Analyse nach Hause gebracht wird. Diese Studien sollen uns nicht nur mehr über das frühe Sonnensystem erzählen, sondern auch Aufschluss über den Ursprung des Wassers der Erde (und vielleicht sogar über das Leben) geben.
In der Zwischenzeit waren Wissenschaftler hier zu Hause damit beschäftigt, die von 25143 Itokawa zurückgegebenen Proben zu untersuchen Hayabusa1 Raumfahrzeug. Dank einer kürzlich durchgeführten Studie von zwei Kosmochemikern der Arizona State University (ASU) ist nun bekannt, dass dieser Asteroid reichlich Wasser enthielt. Aus diesem Grund schätzt das Team, dass bis zu die Hälfte des Wassers auf der Erde vor Milliarden von Jahren von Asteroiden und Kometen stammen könnte.
Diese Studie, bei der erstmals Proben von der Oberfläche eines Asteroiden auf Wasser untersucht wurden, wurde kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht Fortschritte in der Wissenschaft. Das Studienteam bestand aus Ziliang Jin und Maitrayee Bose, einem Postdoktoranden und Assistenzprofessor an der School of Earth and Space Exploration (SESE) der ASU.
Der aktuelle wissenschaftliche Konsens ist, dass Asteroiden aus Material bestehen, das bei der Bildung des Sonnensystems übrig geblieben ist. Es wird daher erwartet, dass das Studium dieser Körper Dinge über ihre frühe Geschichte und Entwicklung enthüllt. Nach der Untersuchung der von JAXA bereitgestellten Proben stellten Jin und Bose fest, dass sie im Vergleich zum Durchschnitt der im inneren Sonnensystem gefundenen Objekte mit Wasser angereichert waren.
Und Bose zeigte in einem Interview mit ASU jetztDiese Studie wurde dank der Zusammenarbeit zwischen der ASU und JAXA ermöglicht, obwohl sie überrascht waren zu hören, wonach sie und Jin suchten:
„Es war ein Privileg, dass die japanische Weltraumagentur JAXA bereit war, fünf Partikel aus Itokawa mit einem US-amerikanischen Ermittler zu teilen. Es spiegelt sich auch gut in unserer Schule wider… Bis wir es vorgeschlagen haben, hat niemand daran gedacht, nach Wasser zu suchen. Ich freue mich, Ihnen mitteilen zu können, dass sich unsere Vermutung ausgezahlt hat. "
Untersuchung der fünf Proben, von denen jede
In zwei der fünf Partikel identifizierte das Team Pyroxen, ein Mineral, dessen Kristallstruktur (auf der Erde) Wasser enthält. Jin und Bose vermuteten auch, dass die Körner Spuren von Wasser enthalten könnten, obwohl unklar war, wie viel. Itokawas lange Geschichte hätte Heizereignisse, Stöße und Erschütterungen mit sich gebracht
Die NanoSIMS-Messungen bestätigten diese Hypothese und zeigten, dass die Probenkörner selbst reich an Wasser waren. Überraschend war jedoch, wie reich sie waren. Dies weist darauf hin, dass Asteroiden wie Itokawa (die als „trocken“ gelten) mehr Wasser aufnehmen können, als Wissenschaftler bisher angenommen hatten.
Aufgrund seiner Zusammensetzung, die überwiegend aus Silikatmineralien und Metallen besteht, haben Planetenforscher Itokawa als Asteroiden der S-Klasse bezeichnet. Mit einer Länge von nur 500 Metern und einem Durchmesser von 215 bis 300 (700 bis 1000 Fuß) umkreist der Asteroid alle 18 Monate die Sonne in einer durchschnittlichen Entfernung von 1,3 AE - und bewegt sich innerhalb der Erdumlaufbahn etwas über die des Mars hinaus .
Es wird angenommen, dass Objekte von Itokawas Größe Fragmente sind, die von größeren Asteroiden der S-Klasse abgebrochen sind. Obwohl diese Asteroiden klein sind, wird angenommen, dass sie das Wasser und die flüchtigen Materialien (Stickstoff, Kohlendioxid, Methan, Ammoniak usw.), die sie bei der Bildung hatten, zurückgehalten haben. Wie Bose erklärte:
„Asteroiden vom Typ S sind eines der häufigsten Objekte im Asteroidengürtel. Sie bildeten sich ursprünglich in einer Entfernung von der Sonne von einem Drittel bis zur dreifachen Entfernung der Erde.”
Aufgrund seiner Struktur, die aus zwei mit Felsblöcken übersäten Hauptlappen (mit unterschiedlicher Dichte) besteht, die durch einen schmaleren Abschnitt verbunden sind, wird angenommen, dass Itokawa der Rest eines etwa 19 km breiten Elternkörpers ist. In seiner Geschichte wäre es auf 550 bis 800 ° C erhitzt worden und hätte mehrere Stöße erlitten, wobei ein großes Ereignis es auseinander brach.
In der Folgezeit verschmolzen zwei der Fragmente zu Itokawa, das vor etwa 8 Millionen Jahren seine heutige Größe und Form annahm. Trotz des katastrophalen Zerfalls, der zu seiner Bildung führte, und der Tatsache, dass die Probenkörner Strahlung und Einschlägen von Mikrometeoriten ausgesetzt waren, zeigten die Mineralien immer noch Hinweise auf Wasser, das in den Weltraum verloren ging.
"Obwohl die Proben an der Oberfläche gesammelt wurden, wissen wir nicht, wo sich diese Körner im ursprünglichen Elternkörper befanden", sagte Jin. "Aber wir gehen davon aus, dass sie mehr als 100 Meter tief darin vergraben waren ... Die Mineralien haben Wasserstoffisotopenzusammensetzungen, die von der Erde nicht zu unterscheiden sind."
Dies zeigt, dass Asteroideneinschläge während des späten schweren Bombardements (vor ca. 4,1 bis 3,8 Milliarden Jahren) für die Verteilung des Wassers auf die Erde kurz danach verantwortlich waren, wenn es gebildet wurde. Wie Bose hinzufügte, macht dies Asteroiden der S-Klasse zu einem vorrangigen Ziel für zukünftige Missionen zur Probenrückgabe.
„Dies bedeutet, dass Asteroiden vom Typ S und die Elternkörper gewöhnlicher Chondriten wahrscheinlich eine kritische Wasserquelle und mehrere andere Elemente für die terrestrischen Planeten sind. Und wir können dies nur aufgrund von In-situ-Isotopenmessungen an zurückgegebenen Proben von Asteroiden-Regolithen sagen - deren Oberflächenstaub und Gesteinen. “
Wenn diese Missionen stattfinden, wird die ASU wahrscheinlich eine bedeutende Rolle spielen. Derzeit arbeitet Bose an der Schaffung einer Clean-Lab-Einrichtung an der ASU, die zusammen mit NanoSIMS die erste öffentliche Universitätseinrichtung sein wird, die Materialproben von Asteroiden und Körpern im Sonnensystem analysieren kann.
Professor Meenakshi - der Direktor des ASU-Zentrums für Meteoritenstudien und der neue Direktor des SESE - ist ebenfalls Teil des Analyseteams, das die von der ASU zurückgegebenen Proben untersuchen wird Hayabusa2 Mission. Das Raumschiff wird den Asteroiden Ryugu im Dezember 2019 verlassen und soll bis Dezember 2020 auf die Erde zurückkehren.
Die ASU ist auch für die Bereitstellung des OTES-Instruments (Thermal Emission Spectrometer) an Bord der NASA verantwortlich OSIRIS-REx Raumschiff, das derzeit eine Probenrückgabemission mit dem erdnahen Asteroiden Bennu durchführt. OSIRIS-REx soll im nächsten Sommer Proben von Bennu sammeln und bis September 2023 wieder auf die Erde bringen.
Diese und andere Missionen werden das Verständnis der Wissenschaftler für die Entstehung unseres Sonnensystems erweitern und möglicherweise sogar Aufschluss darüber geben, wie das Leben auf unserem Planeten begann. Wie Bose schloss:
„Probenrückgabemissionen sind obligatorisch, wenn wir wirklich eine eingehende Untersuchung von Planetenobjekten durchführen möchten. Die Hayabusa-Mission in Itokawa hat unser Wissen über den flüchtigen Inhalt der Körper erweitert, die zur Bildung der Erde beigetragen haben. Es wäre nicht verwunderlich, wenn ein ähnlicher Mechanismus der Wasserproduktion für felsige Exoplaneten um andere Sterne üblich wäre. “
