Ett internationellt team av forskare sökte efter bitar av en liten asteroid som spårades i rymden och observerades sedan påverka Botswana den 2 juni, 2018. Guidad av SETI-institutets meteorastronom Peter Jenniskens, de hittade 23 meteoriter djupt inne i Central Kalahari Game Reserve och har nu publicerat sina fynd online i tidskriften Meteoritik och planetvetenskap .

"Att kombinera observationerna av den lilla asteroiden i rymden med information från meteoriterna visar att den troligen kom från Vesta, näst största asteroiden i vårt solsystem och målet för NASA:s DAWN-uppdrag, sade Jenniskens. För miljarder år sedan, två gigantiska effekter på Vesta skapade en familj av större, farligare asteroider. De nyligen återvunna meteoriterna gav oss en ledtråd om när dessa nedslag kan ha inträffat."

Asteroiden

Den lilla asteroiden som påverkade Botswana, kallas 2018 LA, upptäcktes först av University of Arizonas Catalina Sky Survey som en svag ljuspunkt som rörde sig bland stjärnorna. Catalina Sky Survey söker efter jordkorsande asteroider som en del av NASA:s Planetary Defense-program.

"Små meterstora asteroider är ingen fara för oss, men de finslipar våra färdigheter i att upptäcka annalkande asteroider, sa Eric Christensen, chef för Catalina Sky Survey-programmet.

Teamet återställde arkivdata från SkyMapper Southern Survey-programmet i Australien som visade asteroiden snurra i rymden, roterar en gång var fjärde minut, växelvis presenterar en bred och en smal sida för oss samtidigt som de reflekterar solljuset.

På sin resa till jorden, kosmiska strålar bombarderade asteroiden och skapade radioaktiva isotoper. Genom att analysera dessa isotoper, forskarna fastställde att LA 2018 var en fast sten med en storlek på cirka 1,5 m, som reflekterade cirka 25 % av solljuset.

Återhämtningen

"Det här är bara andra gången vi har sett en asteroid i rymden innan den träffade jorden över land, ", sa Jenniskens. "Den första var asteroiden 2008 TC3 i Sudan tio år tidigare." Jenniskens ledde också sökandet efter fragment av 2008 TC3.

Den här gången, färre observationer ledde till mer osäkerhet i asteroidens position i sin omloppsbana. Davide Farnocchia från NASA JPL:s Center for Near-Earth Object Studies kombinerade astronomiska observationer av asteroiden med amerikanska myndigheters satellitdata från eldklotet för att beräkna fallområdet. Esko Lyytinen från Ursa Finish Fireball Network gjorde en parallell insats.

"När Jenniskens först kom till Maun, han behövde vår hjälp med att begränsa fallområdet, " säger Oliver Moses från Okavango Research Institute. "Vi spårade sedan upp fler videoinspelningar i Rakops och Maun och kunde triangulera eldklotets position."

Efter att ha bekräftat fallområdet, Moses och Jenniskens gick med geologen Alexander Proyer från Botswana International University of Science and Technology (BIUST) i Palapye och geovetaren Mohutsiwa Gabadirwe från Botswana Geoscience Institute (BGI) i Lobatse och deras kollegor för att söka efter meteoriterna.

"På den femte dagen, vår sista dag av sökande, Lesedi Seitshiro från BIUST hittade den första meteoriten bara 30 meter från lägret, sa Jenniskens. Den vägde 18 gram och var ca 3 cm stor.

Sökområdet var i centrala Kalahari Game Reserve, hem till mångsidigt vilda djur, inklusive leoparder och lejon. Forskare hölls i säkerhet av personalen på Botswanas departement för vilda djur och nationalparker. BGI samordnade sökningen med Department of National Museum and Monuments i Botswana.

"Meteoriten heter "Motopi Pan" efter ett lokalt vattenhål, sa Gabadirwe, nu kurator för detta sällsynta prov av en asteroid som observerades i rymden innan den träffade jorden. "Denna meteorit är en nationalskatt i Botswana."

Meteorittypen

Icke-destruktiv analys vid Helsingfors universitet, Finland, visade att Motopi Pan tillhör gruppen Howardite-Eucrite-Diogenite (HED) meteoriter, känd för att troligen ha sitt ursprung från den gigantiska asteroiden Vesta, som nyligen studerades i detalj av NASA:s DAWN-uppdrag.

"Vi lyckades mäta metallinnehåll samt säkra ett reflektansspektrum och röntgenelementanalys från en tunn skorpa del av den exponerade meteoritens inre, ", sa Tomas Kohout vid Helsingfors universitet. "Alla mätningar sammanställde väl och pekade på värden som är typiska för meteoriter av HED-typ."

Dynamiska studier visar att omloppsbanan för 2018 LA överensstämmer med ett ursprung från den inre delen av asteroidbältet där Vesta ligger. Asteroiden levererades in i en jordpåverkande bana via resonansen på asteroidbältets inre sida.

"Ännu ett HED-meteoritfall vi undersökte i Turkiet 2015, kallas Sariçiçek, träffade på en lika kort bana och producerade mestadels små meteoriter på 2 till 5 gram, sa Jenniskens.

När Jenniskens återvände till Botswana i oktober 2018, teamet hittade ytterligare 22 små meteoriter. Gabadirwe var först med att upptäcka en annan sten som inte är den här världen. Förvånande, efterföljande meteoritfynd visade mycket mångfald i sitt yttre utseende.

"Vi studerade petrografin och mineralkemin hos fem av dessa meteoriter och bekräftade att de tillhör HED-gruppen, säger Roger Gibson från Witts University i Johannesburg, Sydafrika. "Övergripande, vi klassificerade materialet som asteroiden 2018 LA innehöll som Howardite, men vissa enskilda fragment hade mer affinitet till Diogenites och Eurites."

Andra studier bekräftade också den överraskande mångfalden av teamets fynd, såsom reflektionsspektroskopi och innehållet av polyaromatiska kolväten i provet. Asteroiden var en breccia, en blandning av cementerade bergstycken från olika delar på Vesta.

Meteoriternas ursprung

En tidigare hypotes föreslog att Sariçiçek härstammar från Vesta i kollisionen som skapade Antonia nedslagskratern avbildad av DAWN. Visar fortfarande en synlig utmatningsfilt, den unga kratern bildades för cirka 22 miljoner år sedan. En tredjedel av alla HED-meteoriter som faller på jorden kastades ut för 22 miljoner år sedan. Kom Motopi Pan från samma krater?

"Ädelgasisotopmätningar vid ETH i Zürich, Schweiz, och radioaktiva isotoper som mättes vid Purdue University visade att även denna meteorit hade funnits i rymden som ett litet föremål i cirka 23 miljoner år, " sa Kees Welten från UC Berkeley, "men ge eller ta 4 miljoner år, så det kan vara från samma källkrater på Vesta."

Forskare fann att Motopi Pan och Sariçiçek var lika på vissa sätt men olika på andra. Som Motopi Pan, Sariçiçek exploderade på 27,8 km höjd, men producerade mindre ljus i det uppbrottet.

"Infraljudschockvågen som uppmättes i Sydafrika var inte så stark som förväntat från amerikanska myndigheters sensordetekteringar av det starka ljuset, " sa Peter Brown från University of Western Ontario, Kanada.

Från blyisotoper i zirkonmineraler, forskare fann att både Sariçiçek och Motopi Pan stelnade vid Vestas yta för cirka 4563 miljoner år sedan. Men fosfatkorn i Motopi Pan upplevde en annan smältningshändelse på senare tid. Det gjorde inte Sariçiçek.

"Omkring 4234 miljoner år sedan, materialet i Motopi Pan var nära centrum av en stor händelse, " sa Qing-zhu Yin från UC Davis, "Sariçiçek var inte."

Vesta upplevde två betydande påverkanshändelser som skapade Rheasilvias nedslagsbassäng och den underliggande, och därför äldre, Venenia nedslagsbassäng.

"Vi misstänker nu att Motopi Pan värmdes upp av Veneneia-påverkan, medan den efterföljande Rheasilvia-effekten spred detta material runt, sade Jenniskens. I så fall, som skulle datera Veneneia-påverkan till cirka 4234 miljoner år sedan. På toppen av Rheasilvia impact ejecta ligger nedslagskratern Rubria med en diameter på 10,3 km. något mindre än den 16,7 km långa Antonia-kratern, och något yngre vid 19 +/- 3 miljoner år, men en bra kandidat för Motopi Pans ursprungskrater."

I november 2020, en expedition ledd av Fulvio Franchi från BIUST upptäckte ytterligare en Motopi Pan-meteorit. Denna 92-grams meteorit är nu det största fragmentet av asteroiden 2018 LA som hittills återvunnits och en annan liten bit av jätteasteroiden Vesta.