In questo momento, l'agenzia di esplorazione aerospaziale giapponese (JAXA)
Hayabusa 2 la navicella spaziale è impegnata nell'esplorazione dell'asteroide 162173 Ryugu. Come il suo predecessore, questo consiste in una missione di ritorno del campione, in cui la regolite dalla superficie dell'asteroide verrà riportata a casa per l'analisi. Oltre a raccontarci di più sul primo Sistema Solare, ci si aspetta che questi studi facciano luce sull'origine dell'acqua della Terra (e forse persino della vita).
Nel frattempo, gli scienziati qui a casa sono stati impegnati ad esaminare i campioni restituiti da Itokawa nel 25143 Hayabusa1 navicella spaziale. Grazie a un recente studio di una coppia di cosmochimici dell'Arizona State University (ASU), è ormai noto che questo asteroide conteneva abbondanti quantità di acqua. Da questo, il team stima che fino alla metà dell'acqua sulla Terra potrebbe provenire da asteroidi e impatti di comete miliardi di anni fa.
Questo studio, che era la prima volta che i campioni dalla superficie di un asteroide venivano esaminati per l'acqua, è apparso di recente sul diario La scienza avanza. Il gruppo di studio era composto da Ziliang Jin e Maitrayee Bose, uno studioso post dottorato e un assistente professore presso la School of Earth and Space Exploration (SESE) dell'ASU.
L'attuale consenso scientifico è che gli asteroidi sono composti da materiale residuo della formazione del Sistema Solare. Lo studio di questi corpi dovrebbe quindi rivelare cose sulla sua storia ed evoluzione. Ciò che Jin e Bose trovarono, dopo aver esaminato i campioni forniti da JAXA, fu che furono arricchiti in acqua rispetto alla media degli oggetti trovati nel Sistema Solare interno.
E Bose ha indicato in un'intervista con ASU Now, questo studio è stato reso possibile grazie alla collaborazione tra ASU e JAXA, anche se sono rimasti sorpresi nel sentire ciò che lei e Jin stavano cercando:
"È stato un privilegio che l'agenzia spaziale giapponese JAXA fosse disposta a condividere cinque particelle di Itokawa con un investigatore statunitense. Riflette bene anche sulla nostra scuola ... Fino a quando non l'abbiamo proposto, nessuno pensava di cercare l'acqua. Sono felice di segnalare che il nostro sospetto ha dato i suoi frutti ".
Per studiare i cinque campioni, ognuno dei quali
In due delle cinque particelle, il team ha identificato il pirossene, un minerale che (sulla Terra) ha l'acqua come parte della sua struttura cristallina. Jin e Bose sospettavano anche che i chicchi potessero contenere tracce d'acqua, anche se non erano chiari su quanto. La lunga storia di Itokawa avrebbe incluso eventi di riscaldamento, impatti, shock
Le misurazioni di NanoSIMS hanno confermato questa ipotesi, rivelando che i grani del campione stessi erano ricchi di acqua. Ma ciò che sorprese fu quanto fossero ricchi. Ciò indica che asteroidi come Itokawa (che sono considerati "asciutti") sono in grado di ospitare più acqua di quanto gli scienziati pensassero in precedenza.
A causa della sua composizione, che è prevalentemente costituita da minerali e metalli di silicato, gli scienziati planetari hanno designato Itokawa come un asteroide di classe S. Misurando appena 500 metri (1800 piedi) di lunghezza e 215-300 (700-1000 piedi) di diametro, l'asteroide fa il giro del Sole ogni 18 mesi a una distanza media di 1,3 UA - passando all'interno dell'orbita terrestre a un po 'oltre quella di Marte .
Si ritiene che gli oggetti delle dimensioni di Itokawa siano frammenti che si sono staccati da asteroidi di classe S più grandi. Nonostante siano piccoli, si ritiene che questi asteroidi abbiano conservato l'acqua e i materiali volatili (azoto, anidride carbonica, metano, ammoniaca, ecc.) Che avevano in formazione. Come ha spiegato Bose:
“Gli asteroidi di tipo S sono uno degli oggetti più comuni nella fascia degli asteroidi. Originariamente si formarono a una distanza dal sole di un terzo o tre volte la distanza della Terra.”
Dalla sua struttura, che consiste di due lobi principali cosparsi di massi (con densità diverse) che sono uniti da una sezione più stretta, si ritiene che Itokawa sia il residuo di un corpo genitore che misura circa 19 km (12 miglia) di larghezza. Durante la sua storia, sarebbe stato riscaldato a una temperatura compresa tra 550 e 800 ° C (1000 e 1500 ° F) e avrebbe subito diversi impatti, con un grande evento che lo ha rotto.
In seguito, due dei frammenti si sono fusi per formare Itokawa, che ha assunto le dimensioni e la forma attuali di circa 8 milioni di anni fa. Nonostante la catastrofica rottura che ha portato alla sua formazione e al fatto che i grani del campione sono stati esposti alle radiazioni e agli impatti della micrometeorite, i minerali hanno ancora mostrato prove di perdita d'acqua nello spazio.
"Sebbene i campioni siano stati raccolti in superficie, non sappiamo dove fossero questi grani nel corpo genitore originale", ha detto Jin. "Ma la nostra ipotesi migliore è che furono sepolti a più di 100 metri di profondità al suo interno ... I minerali hanno composizioni isotopiche di idrogeno che sono indistinguibili dalla Terra."
Ciò dimostra che gli impatti degli asteroidi durante il bombardamento tardivo pesante (da circa 4,1 a 3,8 miliardi di anni fa) furono responsabili della distribuzione di acqua sulla Terra poco dopo, se formata. Come ha aggiunto Bose, questo rende gli asteroidi di classe S un obiettivo prioritario per le missioni di ritorno del campione in futuro.
“Ciò significa che gli asteroidi di tipo S e i corpi genitori dei condriti ordinari sono probabilmente una fonte critica di acqua e molti altri elementi per i pianeti terrestri. E possiamo dirlo solo a causa delle misurazioni isotopiche in situ su campioni restituiti di regolite di asteroidi - la loro polvere superficiale e rocce. ”
Quando avranno luogo queste missioni, l'ASU avrà probabilmente un ruolo significativo. In questo momento, Bose sta lavorando alla creazione di una struttura di laboratorio pulito presso l'ASU che, insieme a NanoSIMS, sarà la prima struttura universitaria pubblica in grado di analizzare campioni di materiale ottenuto da asteroidi e corpi nel Sistema Solare.
Il professor Meenakshi - il direttore del Centro per gli studi meteorologici dell'ASU e il nuovo direttore del SESE - fa anche parte del team di analisi che studierà i campioni restituiti dal Hayabusa 2 missione. L'astronave lascerà l'asteroide Ryugu nel dicembre del 2019 e dovrebbe tornare sulla Terra entro dicembre 2020.
L'ASU è anche responsabile del contributo dello strumento spettrometro delle emissioni termiche (OTES) a bordo della NASA OSIRIS-Rex veicolo spaziale, che attualmente sta conducendo una missione di ritorno del campione con l'asteroide vicino alla Terra Bennu. OSIRIS-REx è programmato per raccogliere campioni da Bennu la prossima estate e riportarli sulla Terra entro settembre del 2023.
Queste e altre missioni amplieranno la comprensione degli scienziati su come è nato il nostro Sistema Solare e potrebbero anche far luce su come è iniziata la vita sul nostro pianeta. Come ha concluso Bose:
“Le missioni di ritorno del campione sono obbligatorie se vogliamo davvero fare uno studio approfondito degli oggetti planetari. La missione Hayabusa a Itokawa ha ampliato la nostra conoscenza dei contenuti volatili dei corpi che hanno contribuito a formare la Terra. Non sarebbe sorprendente se un meccanismo simile di produzione di acqua fosse comune per gli esopianeti rocciosi attorno ad altre stelle. "
