Strax efter att NASA:s rymdfarkost OSIRIS-REx anlände till asteroiden Bennu, en oväntad upptäckt av uppdragets vetenskapsteam avslöjade att asteroiden kunde vara aktiv, eller konsekvent släppa ut partiklar i rymden. Den pågående undersökningen av Bennu - och dess prov som så småningom kommer att återföras till jorden - kan potentiellt kasta ljus över varför detta spännande fenomen inträffar.

OSIRIS-REx-teamet observerade först en partikelutstötningshändelse i bilder som tagits av rymdfarkostens navigationskameror tagna den 6 januari, bara en vecka efter att rymdfarkosten gick in i sin första bana runt Bennu. Vid första ögonkastet, partiklarna verkade vara stjärnor bakom asteroiden, men vid närmare granskning, teamet insåg att asteroiden stötte ut material från sin yta. Efter att ha kommit fram till att dessa partiklar inte äventyrade rymdfarkostens säkerhet, uppdraget påbörjade särskilda observationer för att fullständigt dokumentera verksamheten.

"Bland Bennus många överraskningar, partikelutstötningarna väckte vår nyfikenhet, och vi har ägnat de senaste månaderna åt att undersöka detta mysterium, sa Dante Lauretta, OSIRIS-REx huvudutredare vid University of Arizona, Tucson. "Det här är en fantastisk möjlighet att utöka vår kunskap om hur asteroider beter sig."

Efter att ha studerat resultaten av observationerna, uppdragsgruppen släppte sina resultat i en Vetenskap tidning publicerad 6 december. Teamet observerade de tre största partikelutstötningshändelserna den 6 och 19 januari, och 11 februari, och drog slutsatsen att händelserna härrörde från olika platser på Bennus yta. Den första händelsen har sitt ursprung på södra halvklotet, och den andra och tredje händelsen inträffade nära ekvatorn. Alla tre händelserna ägde rum sent på eftermiddagen på Bennu.

Teamet fann att efter utstötning från asteroidens yta, partiklarna kretsade antingen kort om Bennu och föll tillbaka till sin yta eller flydde från Bennu ut i rymden. De observerade partiklarna färdades upp till 10 fot (3 meter) per sekund, och mätt från mindre än en tum upp till 4 tum (10 cm) i storlek. Ungefär 200 partiklar observerades under den största händelsen, som ägde rum den 6 jan.

Teamet undersökte en mängd olika möjliga mekanismer som kan ha orsakat utstötningshändelserna, och minskade listan till tre kandidater:meteoroidnedslag, termisk stressfrakturering, och frigörs av vattenånga.

Meteoroidnedslag är vanliga i det djupa rymdområdet Bennu, och det är möjligt att dessa små fragment av rymdsten kan träffa Bennu där OSIRIS-REx inte observerar det, skaka lösa partiklar med farten av deras slag.

Teamet fastställde också att termisk sprickbildning är en annan rimlig förklaring. Bennus yttemperaturer varierar drastiskt under dess 4,3 timmars rotationsperiod. Även om det är extremt kallt på nattetid, asteroidens yta värms avsevärt mitt på eftermiddagen, det är då de tre stora händelserna inträffade. Som ett resultat av denna temperaturförändring, stenar kan börja spricka och gå sönder, och så småningom kunde partiklar kastas ut från ytan. Denna cykel är känd som termisk stressfrakturering.

Vattenutsläpp kan också förklara asteroidens aktivitet. När Bennus vattenlåsta leror värms upp, vattnet kunde börja släppa och skapa tryck. Det är möjligt att när tryck byggs upp i sprickor och porer i stenblock där absorberat vatten släpps ut, ytan kan bli upprörd, får partiklar att bryta ut.

Men naturen tillåter inte alltid enkla förklaringar. "Det kan vara så att mer än en av dessa möjliga mekanismer är på gång, sa Steve Chesley, en författare på papper och senior forskare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien "T.ex. termisk frakturering kan vara att skära ytmaterialet i små bitar, vilket gör det mycket lättare för meteoroider att skjuta upp småsten i rymden."

Om termisk sprickbildning, meteoroidspåverkan, eller båda, är i själva verket orsakerna till dessa utstötningshändelser, då händer detta fenomen troligen på alla små asteroider, eftersom de alla upplever dessa mekanismer. Dock, om vattenutsläpp är orsaken till dessa utstötningshändelser, då skulle detta fenomen vara specifikt för asteroider som innehåller vattenförande mineraler, som Bennu.

Bennus aktivitet ger större möjligheter när ett prov har samlats in och returnerats till jorden för studier. Många av de utstötta partiklarna är tillräckligt små för att samlas upp av rymdfarkostens provtagningsmekanism, vilket innebär att det återlämnade provet eventuellt kan innehålla något material som kastats ut och återförts till Bennus yta. Att fastställa att en viss partikel hade kastats ut och återförts till Bennu kan vara en vetenskaplig bedrift som liknar att hitta en nål i en höstack. Materialet återvände till jorden från Bennu, dock, kommer nästan säkert att öka vår förståelse för asteroider och hur de är både olika och lika, även om partikelutstötningsfenomenet fortsätter att vara ett mysterium vars ledtrådar vi också kommer att återvända hem med i form av data och ytterligare material för studier.

Provinsamling är planerad till sommaren 2020, och provet kommer att levereras till jorden i september 2023.