Som alla som någonsin har försökt städa ett hem vet, att befria dig från damm är en sisyfisk ansträngning. Ingen yta håller sig fri från det länge. Det visar sig att utrymmet är något liknande. Rymden är fylld med interplanetärt damm, som jorden ständigt samlar när den rör sig runt solen – i omloppsbana, i atmosfären, och om den är tillräckligt stor, på marken som mikrometeoriter.

Även om exemplar kanske inte är stora, det visar sig att sådana dammpartiklar reformerar forskarnas uppfattning om asteroider och kometer och är tillräckligt för att rekonstruera hela scener i solsystemets historia.

Asteroider och kometer är primitiva kroppar som blivit över från tidigt i solsystemets bildande, så ju mer vi kan veta om deras sammansättning, ju mer vi vet om var de bildades. De asteroider som bildades i samma grannskap som kometer tenderar att vara närmare dem i sammansättning.

Att försöka bryta ned asteroid-kometkontinuumet och kategorisera hur lika asteroider kan vara kometer är vad Dr Pierre Beck gör i SOLARYS-projektet vid Frankrikes universitet i Grenoble Alpes.

Det finns ungefär en miljon asteroider registrerade officiellt och det borde finnas många fler, han förklarar.

"Traditionellt, dessa objekt har ansetts vara de mest primitiva i solsystemet. Du kan titta på ingredienserna och se vad som fanns där, hur de skapades och hur de bildades för länge sedan."

Liknande urmaterial som bildade jorden eller Mars har upplevt geologisk aktivitet och förändrats i grunden av förhållanden som värme, tryck och erosion.

"De mest primitiva föremålen kommer därför inte till jorden i form av stenar, men i form av damm, ", sade han. "Medan den förväntade (mängden) meteoriter som kommer till jorden på ett år kan vara 5-6 ton - för damm är det 40, 000 ton."

Med hjälp av prover av interplanetärt damm från högt uppe i vår stratosfär och mikrometeoriter från orörda platser som Antarktis, Dr. Beck använder en ny metod för infraröd spektroskopi i kombination med atomkraftmikroskop för att undersöka deras spektra och egenskaper på mikrometerskala.

Som en arkeolog som placerar ut föremål från en utgrävningsplats, han kan sedan jämföra dessa resultat med befintliga data från asteroider i rymden. "När du är en geolog och du hittar en sten, du har en utkant och försök se klippan i dess sammanhang, " sa doktor Beck.

Föreningar

Genom att använda förändringar i infrarött laserljus på prover som bara är 10-20 mikrometer, hans team kan för första gången plocka ut silikatmineraler och organiska föreningar utan att använda starka kemikalier som skulle störa materialet. De konstruerar också större modeller av proverna i labbet för att förfina vad man ska leta efter för att identifiera och kategorisera asteroider och kometer med markbaserade teleskop.

Det de har hittat i dammet är komplexa organiska polymerer, rik på kolväten och grundämnen som kväve och syre eller ibland deuterium (tungt vatten).

"Det finns en stor debatt om hur dessa utomjordiska organiska ämnen bildades. En hypotes är att isblandningar bestrålades, men i så fall borde olika typer av isblandningar ge olika typer av organiska ämnen, " sa Dr Beck.

Att studera den kemiska sammansättningen av dessa prover borde hjälpa honom att lära sig mer om asteroidernas ursprung samt skillnaden mellan asteroider av D-typ, mörka och svårupptäckta kroppar, några med isiga interiörer, som har sitt ursprung runt Jupiter och bortom, och isiga kometer.

"Om vi ​​förstår det, det kommer att berätta för oss vad det yttre solsystemet är gjort av och mer om det första som kom in i solsystemet."

Att veta var vissa typer av organiskt damm kan hittas kan till och med hjälpa framtida rymdsonder.

"Du kan se några av dessa asteroider som en bränslekälla, " sa han. Om det finns minskade organiska föreningar, han säger, de skulle kunna användas som en energikälla.

Kometer

Närvaron av sådana föreningar i interplanetärt damm är bara en sak som får forskare att undra om asteroider och kometer inte nödvändigtvis är så olika trots allt. Dr. Jessica Agarwal vid CASTRA-projektet tror att det kan finnas överlappning av andra skäl, för.

Med hjälp av data från Europeiska rymdorganisationens Rosetta-sond som studerade kometen 67P/Churyumov–Gerasimenko och från astronomiska teleskop, Dr Agarwal och hennes team vid tekniska universitetet i Braunschweig i Tyskland tittade på hur kometer och asteroider aktivt sänder ut material i rymden.

"Vi strävar efter att bättre förstå de processer som leder till förändringar i ytorna och interiören hos kometer och asteroider, " sa hon. "Vi hoppas också att bättre förstå deras primitiva natur, eller hur de var för 4,5 miljarder år sedan."

Med hjälp av data från flera instrument ombord på Rosetta, Dr Agarwals team har kunnat modellera egenskaperna hos kometdamm i miljön för Comet 67P. De fann att dammpartiklarna kunde vara lösa aggregat av mikronstort silikat och kolhaltiga komponenter i submikronstorlek.

"Vi observerar också stora stenblocksmaterial som kommer ut från Comet 67P, kommer från vissa specifika platser på ytan...en fontän av stenblock, " förklarade Dr Agarwal.

Aktiv asteroid

Kometer är inte de enda kropparna som avger material. Ta fallet med asteroiden 288P. En så kallad aktiv asteroid som avger damm, på avstånd ser det ut som en komet med en dammig svans.

"Det konstiga med 288P var att dess kärna såg dubbel ut... och till slut, Jag trodde, ja, det kanske är en binär fil?" Dr Agarwal sa. "Vi var tvungna att vänta ett par år för att återobservera det från nära håll, och sedan 2016 fick vi mer Hubble-tid och såg verkligen att det var två komponenter."

Deras mätningar visade att denna första asteroid i sitt slag som observerades består av två lika stora delar, kretsar runt varandra 100 kilometer från varandra.

"Vi hittade det av en slump. Vi vet inte om det finns fler liknande system som vi inte ser, " sa Dr Agarwal.

De har en teori om att asteroiderna bestrålades av solen och börjar rotera, delas i två delar när de snurrade för snabbt för att hålla ihop. Avståndet mellan paret kan bero på en gasstråle som förångas från ytan som drev bort en sten som en raket. De försöker fortfarande ta reda på vad som orsakar svansen.

Forskare har länge trott att asteroider huvudsakligen utvecklats genom kollisioner, men det är möjligt att för mindre asteroider, snabb rotation spelar lika stor roll.

Deras forskning har avslöjat en rad aktiva asteroider, från de som har en engångsexplosion av aktivitet (som om från en påverkan), till dem som avger dammskurar upprepade gånger.

"Det finns en process som sker mer eller mindre slumpmässigt som utlöser utbrottet av dammmoln, " Dr Agarwal sa, hänvisar till asteroider som avger de upprepade dammskurarna. "Vi tror att det kanske är snabb rotation som utlöser jordskred eller något liknande."

The upshot of all of this is that the distinction between comets and asteroids may be more of a spectrum than a hard divide.

"The line is getting fuzzier. In the past we thought asteroids are rocks, comets are icy. But now we see that there are comets that are almost inactive…and there are asteroids that are active. There is more of a transition between those two populations than we thought in the past, " Dr. Agarwal said.