• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Asteroid Ryugu troligen länk i planetarisk formation

    Närbild av Asteroid Ryugu. Kredit:JAXA, University of Tokyo, Kochi University, Rikkyo University, Nagoya University, Chiba Institute of Technology, Meiji University, University of Aizu, AIST, Kobe universitet, Auburn University

    Solsystemet bildades för cirka 4,5 miljarder år sedan. Många fragment som vittnar om denna tidiga era kretsar runt solen som asteroider. Cirka tre fjärdedelar av dessa är kolrika asteroider av C-typ, såsom 162173 Ryugu, som var målet för det japanska Hayabusa2-uppdraget 2018 och 2019. Rymdfarkosten är för närvarande på sin återresa till jorden. Många forskare, inklusive planetforskare från German Aerospace Center (Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt; DLR), intensivt studerat denna kosmiska "skräphög, " som är nästan 1 kilometer i diameter och kan komma nära jorden. Infraröda bilder som förvärvats av Hayabusa2 har nu publicerats i den vetenskapliga tidskriften Natur . De visar att asteroiden nästan helt består av mycket poröst material. Ryugu bildades till stor del av fragment av en föräldrakropp som krossades av stötar. Den höga porositeten och den tillhörande låga mekaniska hållfastheten hos bergfragmenten som utgör Ryugu säkerställer att sådana kroppar bryts isär i många fragment när de kommer in i jordens atmosfär. Av denna anledning, Kolrika meteoriter finns mycket sällan på jorden och atmosfären tenderar att erbjuda större skydd mot dem.

    Termiskt beteende avslöjar densitet

    Denna undersökning av Ryugus globala egenskaper bekräftar och kompletterar fynden av landningsmiljön på Ryugu som erhållits av den tysk-franska Mobile Asteroid Surface SCOut (MASCOT) landaren under Hayabusa2-uppdraget. "Ömtålig, mycket porösa asteroider som Ryugu är förmodligen länken i utvecklingen av kosmiskt stoft till massiva himlakroppar, " säger Matthias Grott från DLR Institute of Planetary Research, en av författarna till strömmen Natur offentliggörande. "Detta stänger en lucka i vår förståelse av planetbildning, eftersom vi nästan aldrig har kunnat upptäcka sådant material i meteoriter som finns på jorden."

    Hösten 2018, forskarna som arbetade med första författaren Tatsuaki Okada från den japanska rymdorganisationen JAXA analyserade asteroidens yttemperatur i flera serier av mätningar som utfördes med Thermal Infrared Imager (TIR) ​​ombord på Hayabusa2. Dessa mätningar gjordes i våglängdsområdet 8 till 12 mikrometer under dag- och nattcykler. I processen, de upptäckte att med mycket få undantag, ytan värms upp mycket snabbt när den utsätts för solljus. "Den snabba uppvärmningen efter soluppgången, från ungefär minus 43 grader Celsius till plus 27 grader Celsius antyder att de ingående delarna av asteroiden har både låg densitet och hög porositet, " förklarar Grott. Ungefär 1% av stenblocken på ytan var kallare och mer lika meteoriterna som finns på jorden. "Dessa kan vara mer massiva fragment från det inre av en ursprunglig moderkropp, eller så kan de ha kommit från andra källor och fallit på Ryugu, ", tillägger Jörn Helbert från DLR Institute of Planetary Research, som också är författare till strömmen Natur offentliggörande.

    Temperaturmätningar på Ryugus yta. Kredit:MASCOT/DLR/JAXA

    Från planetesimals till planeter

    Den ömtåliga porösa strukturen hos asteroider av C-typ kan likna den hos planetesimals, som bildades i den ursprungliga solnebulosan och ansamlades under många kollisioner för att bilda planeter. Det mesta av den kollapsande massan av molnet av gas och damm före solen samlades i den unga solen. När en kritisk massa nåddes, den värmealstrande processen för kärnfusion började i dess kärna.

    Det återstående dammet, is och gas samlas i en roterande ackretionsskiva runt den nybildade stjärnan. Genom gravitationens effekter, de första planetariska embryona eller planetesimalerna bildades i denna skiva för ungefär 4,5 miljarder år sedan. Planeterna och deras månar bildades av dessa planetesimaler efter en jämförelsevis kort period på kanske bara 10 miljoner år. Många mindre kroppar - asteroider och kometer - fanns kvar. Dessa kunde inte agglomerera för att bilda ytterligare planeter på grund av gravitationsstörningar, särskilt de som orsakas av Jupiter - den överlägset största och mest massiva planeten.

    Dock, de processer som ägde rum under solsystemets tidiga historia är ännu inte helt förstådda. Många teorier är baserade på modeller och har ännu inte bekräftats av observationer, dels för att spår från dessa tidiga tider är sällsynta. "Forskning i ämnet är därför i första hand beroende av utomjordisk materia, som når jorden från solsystemets djup i form av meteoriter, " förklarar Helbert. Den innehåller komponenter från tiden då solen och planeterna bildades. "Dessutom, vi behöver uppdrag som Hayabusa2 för att besöka de mindre kropparna som bildades under de tidiga stadierna av solsystemet för att bekräfta, komplettera eller – med lämpliga observationer – motbevisa modellerna."

    MASCOT radiometer MARA. Kredit:DLR (CC-BY 3.0)

    En sten som många på Ryugu

    Sommaren 2019, resultat från MASCOT-landningsuppdraget visade att dess landningsplats på Ryugu huvudsakligen var befolkad av stora, mycket porösa och ömtåliga stenblock. "De publicerade resultaten är en bekräftelse på resultaten från studierna av DLR-radiometern MARA på MASCOT, sa Matthias Grott, huvudutredare för MARA. "Det har nu visat sig att berget som analyserats av MARA är typiskt för hela asteroidens yta. Detta bekräftar också att fragment av vanliga asteroider av C-typ som Ryugu troligen lätt går sönder på grund av låg inre styrka när de kommer in i jordens atmosfär. "

    Den 3 oktober 2018, MASCOT landade på Ryugu i fritt fall i gångtakt. Vid landning, den "studsade" flera meter längre innan det cirka 10 kilo tunga experimentpaketet tog stopp. MASCOT rörde sig på ytan med hjälp av en roterande svängarm. Detta gjorde det möjligt att vända MASCOT på sin "rätta" sida, och till och med utföra hopp på asteroidens yta på grund av Ryugus låga gravitationsattraktion. Totalt, MASCOT utförde experiment på Ryugu under cirka 17 timmar.

    Prover från asteroiden Ryugu på väg till jorden

    Hayabusa2 kartlade asteroiden från omloppsbana i hög upplösning, och senare förvärvade prover av urkroppen från två landningsplatser. Dessa är för närvarande förseglade i en transportkapsel och reser till jorden med rymdfarkosten. Kapseln är planerad att landa i Australien i slutet av 2020. Hittills forskarna antar att Ryugus material är kemiskt likt det hos kondritiska meteoriter, som också finns på jorden. Kondruler är små, millimeterstora stensfärer, som bildades i den ursprungliga solnebulosan för 4,5 miljarder år sedan och anses vara byggstenarna för planetbildning.

    Än så länge, dock, forskare kan inte utesluta möjligheten att de är gjorda av kolrikt material, som den som hittades på kometen 67P/ Churyumov-Gerasimenko som en del av ESA:s Rosetta-uppdrag med den DLR-opererade Philae-landaren. Analyser av proverna från Ryugu, av vilka en del kommer att utföras på DLR, är efterlängtade. "Det är just för denna uppgift - och naturligtvis för framtida uppdrag som det japanska uppdraget "Martian Moons eXploration" (MMX), där utomjordiska prover kommer att föras till jorden – att vi vid DLR:s Institute of Planetary Research i Berlin började inrätta Sample Analysis Laboratory (SAL) förra året, " säger Helbert. MMX-uppdraget, där DLR deltar, kommer att flyga till Marsmånarna Phobos och Deimos 2024 och ta med prover från månarna i asteroidstorlek till jorden 2029. En mobil tysk-fransk rover kommer också att ingå i MMX-uppdraget.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com