Das OSIRIS-REx-Raumschiff der NASA erreichte im Dezember 2018 den Asteroiden Bennu und entdeckte nur eine Woche später etwas Ungewöhnliches an Bennu: Der Asteroid schleuderte Partikel in den Weltraum.
Die Navigationskamera des Raumfahrzeugs entdeckte zuerst die Partikel, aber Wissenschaftler dachten zunächst, sie seien nur Sterne im Hintergrund. Bei näherer Betrachtung stellte das OSIRIS-REx-Team fest, dass es sich um Gesteinspartikel handelte, und befürchtete, dass sie eine Gefahr darstellen könnten.
Asteroiden, die an Masse verlieren, werden als "aktive Asteroiden" und manchmal als "Kometen des Hauptgürtels" bezeichnet. Sie hinterlassen manchmal vorübergehende Spuren von Staub und Schmutz, die wie der Schwanz eines Kometen aussehen. Als diese Arten von Asteroiden zum ersten Mal beobachtet wurden, dachten die Astronomen, dass die Spur aus schmelzendem Eis bestand, wie der Schwanz eines Kometen. Aber jetzt wissen wir, dass es mehrere Mechanismen gibt, die dazu führen können, dass ein Asteroid aktiv wird.
Astronomen haben nicht viele aktive Asteroiden gefunden, und die meisten von ihnen verlieren so viel Material, dass es in Teleskopen sichtbar ist. Die meisten Asteroiden sind stabil, und tatsächlich schien Bennu bei Beobachtungen auf der Erde ein inaktiver Asteroid zu sein. Natürlich wollten Wissenschaftler, die mit OSIRIS-REx arbeiten, mehr wissen, und das Stolpern mit dem Raumschiff bot eine ungeplante Gelegenheit, einen dieser Asteroiden aus der Nähe zu untersuchen.
"Dies ist eine großartige Gelegenheit, unser Wissen über das Verhalten von Asteroiden zu erweitern."
Prof. Dante Lauretta, Principal Investigator, OSIRIS-REx Mission.
"Unter Bennus vielen Überraschungen haben die Partikelauswürfe unsere Neugier geweckt, und wir haben die letzten Monate damit verbracht, dieses Rätsel zu untersuchen", sagte Dante Lauretta, OSIRIS-REx-Hauptforscher an der Universität von Arizona, Tucson. "Dies ist eine großartige Gelegenheit, unser Wissen über das Verhalten von Asteroiden zu erweitern", sagte er in einer Pressemitteilung.
Es gibt verschiedene Ursachen für aktive Asteroiden wie Bennu. Sublimierendes Eis, Stöße, Rotationsinstabilität, thermische Brüche und elektrostatische Abstoßung sind einige davon. In einem am 6. Dezember in Science veröffentlichten Artikel stellten Lauretta und andere Wissenschaftler die Ergebnisse ihrer Beobachtungen von Bennus Massenverlust vor. Das Papier trägt den Titel "Episoden des Partikelausstoßes von der Oberfläche des aktiven Asteroiden (101955) Bennu".
Der Titel des Papiers macht deutlich, dass diese Partikelauswürfe eher episodisch als kontinuierlich sind. Das Team konzentrierte sich auf die drei größten Episoden des Partikelausstoßes am 6., 19., 19. und 11. Februar. Das größte Ereignis war am 6. Januar, als OSIRIS-REx sah, dass etwa 200 Partikel Bennu verließen. Insgesamt bewegten sich die Partikel mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 Metern pro Sekunde und hatten eine Größe von weniger als einem Zoll bis zu 4 Zoll (10 cm).
Jeder der drei trat an verschiedenen Stellen auf der Oberfläche des Asteroiden auf. Eine trat auf der südlichen Hemisphäre und zwei in der Nähe des Äquators auf. Sie alle ereigneten sich zur Mittagszeit, und an den Orten scheint nichts Besonderes zu sein.
Nachdem sie aus Bennu ausgestoßen worden waren, passierten die Partikel eines von zwei Dingen: Sie kreisten entweder für einen kurzen Zeitraum von mehreren Tagen, bevor sie auf die Oberfläche des Asteroiden zurückfielen, oder sie wurden in den Weltraum ausgestoßen.
Nachdem das Team den Partikelausstoß untersucht hatte, beseitigten sie einige Ursachen und entschieden sich für drei mögliche Ursachen: Meteoriteneinschläge, Bruch thermischer Spannungen oder Freisetzung von Wasserdampf.
Bennus Nachbarschaft ist eine Art geschäftiger Ort, mit vielen kleinen Felsen, die herumflitzen. Eine Möglichkeit besteht darin, dass diese Felsen Bennu außer Sichtweite von OSIRIS-REx getroffen und Partikel losgeschüttelt haben, um sie in die Umlaufbahn oder in den Weltraum zu schicken.
Thermisches Brechen könnte auch die Partikel erklären. Bennus Rotationsperiode beträgt 4,3 Stunden und die Oberflächentemperatur des Asteroiden variiert während dieser Zeit stark. Die drei wichtigsten Partikelausstoßereignisse waren alle am Nachmittag, als die Temperatur von kalten Nachttiefs auf Tageshochs anstieg. Diese Temperaturschwankungen können dazu führen, dass Gestein reißt und Partikel ausgestoßen werden.
Oder es könnte Wasserfreisetzung sein. Bennu enthält bedeutende wasserführende Tone, und die Erwärmung am Tag kann dazu führen, dass sie sich ausdehnt und beim Entweichen Druck erzeugt. Dieser Druck kann zu Rissen und Lücken im Gestein führen, das Gestein bewegen und Partikel lockern und ihnen das Entweichen ermöglichen.
Natürlich kann die Antwort nicht eine davon sein. Es kann sein, dass es mehrere Gründe für Bennus aktive Oberfläche gibt.
"Es könnte sein, dass mehr als einer dieser möglichen Mechanismen im Spiel ist", sagte Steve Chesley, Autor des Papiers und Senior Research Scientist am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien. "Zum Beispiel könnte thermisches Brechen das Problem lösen Oberflächenmaterial in kleine Stücke zerlegt, was es Meteoriteneinschlägen erheblich erleichtert, Kieselsteine in den Weltraum zu schleudern. “
Was dies für andere Asteroiden bedeutet, ist noch nicht sicher. Bennu enthält Wasser, aber nicht alle Asteroiden. Wenn also Wasser freigesetzt wird, können Wissenschaftler keine Schlussfolgerungen über „trockene“ Asteroiden ziehen. Wenn die Partikelfreisetzung jedoch durch Meteoriteneinschläge und / oder thermisches Brechen verursacht wird, ist es möglich, dass dieser Partikelverlust im kleinen Maßstab bei allen kleinen Asteroiden auftritt.
Im Sommer 2020 wird OSIRIS-REx eine Probe von Bennu sammeln und bis 2023 zur Erde zurückbringen. Diese Partikel, die ausgeworfen und dann zum Asteroiden zurückgebracht wurden, sind klein genug, um während der Probenahme entnommen zu werden, sodass möglicherweise einige zur Erde zurückkehren . Es ist schwierig festzustellen, ob es sich bei der Probe um ausgeworfenes Material handelt, aber nicht unmöglich. Wenn dies der Fall ist, erfahren wir möglicherweise mehr über aktive Asteroiden und die Ursachen für den Partikelausstoß aus der Probe.
In der Zwischenzeit wird OSIRIS-REx noch lange bei Bennu sein und es mit seinen wissenschaftlichen Instrumenten studieren. Wir werden noch viel über den Asteroiden lernen, bevor eine Probe entnommen wird. Vielleicht gibt es noch mehr Überraschungen.
Mehr:
- Pressemitteilung: Die OSIRIS-REx-Mission der NASA erklärt Bennus mysteriöse Partikelereignisse
- Forschungsbericht: Episoden des Partikelausstoßes von der Oberfläche des aktiven Asteroiden (101955) Bennu
- 2012 Paper: DIE AKTIVEN ASTEROIDE
