Forskare med NASA:s första asteroidprov återvändande uppdrag, OSIRIS-REx, får en ny förståelse för asteroiden Bennus kolrika material och signatur "snurra" form. Laget, leds av University of Arizona, har upptäckt att asteroidens form och hydreringsnivåer ger ledtrådar till ursprunget och historien om denna och andra små kroppar.

Bennu, målasteroiden för OSIRIS-REx-uppdraget, och Ryugu, målet för Japan Aerospace Exploration Agencys Hayabusa2-asteroidprovåtervändandeuppdrag, består av fragment av större kroppar som splittrades när de kolliderade med andra föremål. De små fragmenten återackumulerades för att bilda en aggregatkropp. Bennu och Ryugu kan faktiskt ha bildats på detta sätt från samma ursprungliga splittrade föräldrakropp. Nu, forskare letar efter att upptäcka vilka processer som ledde till specifika egenskaper hos dessa asteroider, såsom deras form och mineralogi.

Bennu och Ryugu är båda klassificerade som "snurrande" asteroider, vilket betyder att de har en uttalad ekvatorialrygg. Tills nu, forskare trodde att denna form bildades som ett resultat av termiska krafter, kallas YORP-effekten. YORP-effekten ökar hastigheten på asteroidens snurr, och under miljontals år, material nära polerna kunde ha migrerat för att ackumuleras på ekvatorn, så småningom bildar en snurrande form – vilket betyder att formen skulle ha bildats relativt nyligen.

Dock, i en ny tidning publicerad i Naturkommunikation , forskare från OSIRIS-REx- och Hayabusa2-teamen hävdar att YORP-effekten kanske inte förklarar formen på varken Bennu eller Ryugu. Båda asteroiderna har stora nedslagskratrar på sina ekvatorer, och deras storlek tyder på att dessa kratrar är några av Bennus äldsta ytegenskaper. Eftersom kratrarna täcker ekvatorialryggarna, deras spinnformar måste också ha bildats mycket tidigare.

"Med datorsimuleringar som modellerar påverkan som bröt upp Bennus moderkropp, vi visar att dessa asteroider antingen bildades direkt som toppformer, eller uppnått formen tidigt efter att de bildats i huvudasteroidbältet, sa Ronald Ballouz, co-lead författare och OSIRIS-REx postdoktoral forskningsassistent vid UArizona. "Närvaron av de stora ekvatorialkratrarna på dessa asteroider, som ses på bilder som returneras av rymdfarkosten, utesluter att asteroiderna nyligen upplevt en omformning på grund av YORP-effekten. Vi förväntar oss att dessa kratrar skulle ha försvunnit med en nyligen inducerad YORP-inducerad omformning av asteroiden."

Förutom deras former, Bennu och Ryugu innehåller också båda vattenförande ytmaterial i form av lermineral. Ryugus ytmaterial är mindre vattenrikt än Bennus, vilket innebär att Ryugus material upplevde mer upphettning någon gång.

Förutsatt att Bennu och Ryugu bildades samtidigt, uppsatsen utforskar två möjliga förklaringar till de olika hydreringsnivåerna i de två kropparna baserat på teamets datorsimuleringar. En hypotes antyder att när moderasteroiden stördes, Bennu bildad av material närmare den ursprungliga ytan, medan Ryugu innehöll mer material från nära föräldrakroppens ursprungliga centrum. En annan möjlig förklaring till skillnaden i hydreringsnivåer är att fragmenten upplevde olika nivåer av upphettning under moderasteroidens störning. Om detta är fallet, Ryugus källmaterial kommer troligen från ett område nära nedslagspunkten, där temperaturen var högre. Bennus material skulle ha kommit från en region som inte genomgick så mycket uppvärmning, och var troligen längre ifrån nedslagspunkten. Analys av de returnerade proverna och ytterligare observationsanalys av asteroidernas ytor kommer att ge en tydligare uppfattning om den möjliga gemensamma historien för de två asteroiderna.

"Dessa simuleringar ger värdefulla nya insikter om hur Bennu och Ryugu bildades, sa Dante Lauretta, OSIRIS-REx huvudforskare och UArizona professor i planetvetenskap. "När vi har de returnerade proverna av dessa två asteroider i labbet, vi kanske kan bekräfta dessa modeller ytterligare, avslöjar möjligen det sanna förhållandet mellan de två asteroiderna."

Forskare räknar med att proverna också kommer att ge nya insikter om ursprunget, bildning och utveckling av andra kolhaltiga asteroider och meteoriter. Japan Aerospace Exploration Agencys Hayabusa2-uppdrag är för närvarande på väg tillbaka till jorden, och är planerad att leverera sina prover av Ryugu sent i år. OSIRIS-REx-uppdraget kommer att utföra sitt första provtagningsförsök i Bennu den 20 oktober och kommer att leverera sina prover till jorden den 24 september, 2023.