Який матеріал буде доставлено з астероїда Бенну?

Зовсім скоро космічний апарат візьме зразок з астероїда Бенну для відправлення його на Землю. Він може бути несхожий на все те, що ми маємо в колекції метеоритів на Землі.

Перша місія НАСА з повернення астероїдного зразка наразі знає набагато більше про матеріал, який вона збиратиме всього через кілька тижнів, розповідають в американському аерокосмічному агентстві.

У спеціальному збірнику з шести статей, опублікованих нещодавно в журналах "Science" та "Science Advances", вчені, які беруть участь у місії OSIRIS-REx, представили нові висновки про поверхневий матеріал астероїда Бенну, його геологічні характеристики та динамічну історію.

Ці відкриття доповнюють наукові вимоги до збору зразків місії OSIRIS-REx і дають уявлення про зразок Бенну, який вчені вивчатимуть впродовж наступних поколінь.

Новини за подібною темою:

		NASA відправить апарат до астероїда Апофіс, коли той наближатиметься до Землі
		Зразки з астероїда Рюґу показують, що органічні сполуки можуть утворюватися у холодніших регіонах космосу
		Супутник астероїда Дінкінеш здивував дослідників

Одна з робіт, яку очолює Емі Саймон з Центру космічних польотів НАСА ім.Годдарда в Грінбелті, штат Меріленд, показує, що на поверхні астероїда широко поширений органічний матеріал, що містить вуглець, в тому числі на первинній ділянці місії, Найтінгейл, де OSIRIS-REx 20 жовтня здійснить свою першу спробу збору зразків. Ці висновки вказують на те, що у зібраній пробі, ймовірно, будуть присутні гідратовані мінерали та органічний матеріал.

Ця органічна речовина може містити вуглець у формі, яка часто зустрічається в біології або в сполуках, пов’язаних з біологією. Вчені планують детальні експерименти над цими органічними молекулами і сподіваються, що повернута проба допоможе відповісти на складні питання про походження води та життя на Землі.

«Велика кількість вуглецевого матеріалу є головним науковим тріумфом місії. Зараз ми оптимістично налаштовані на те, що зберемо та повернемо зразок з органічним матеріалом – центральна мета місії OSIRIS-REx», - сказав Данте Лауретта, головний дослідник OSIRIS-REx з Університету Арізони в Тусоні.

Автори спецзбирання також визначили, що карбонатні мінерали є деякими геологічними особливостями астероїда. Карбонатні мінерали часто випадають в осад із гідротермальних систем, що містять як воду, так і вуглекислий газ. У ряді валунів на Бенну є яскраві жилки, які, видимо, зроблені з карбонату – деякі з них розташовані поблизу кратера Найтінгейл, що означає, що у повернутому зразку можуть бути карбонати.

NASA/Goddard/University of Arizona

Вивченням карбонатів, виявлених на Бенну, керувала Ханна Каплан з Годдарда. Ці висновки дозволили вченим висловити думку, що батьківський астероїд Бенну, ймовірно, мав розгалужену гідротермальну систему, де вода взаємодіяла і змінювала гірську породу на батьківському тілі Бенну. Хоча батьківське тіло було знищене давним давно, ми бачимо свідчення того, як колись виглядав цей водянистий астероїд – в його рештках, що складають Бенну. Деякі з цих карбонатних жил у валунах Бенну мають довжину до декількох футів і товщину до декількох дюймів, підтверджуючи, що на батьківському тілі Бенну була присутня гідротермальна система води астероїдного масштабу.

Вчені зробили ще одне вражаюче відкриття на місці Найтінгейл: його реголіт лише нещодавно зазнав дії суворого космічного середовища, а це означає, що під час місії буде зібрана і повернута частина найбільш первозданного матеріалу на астероїді. Найтінгейл є частиною популяції молодих, спектрально червоних кратерів, виявлених під час дослідження під керівництвом Дані Делла-Джустіни в Університеті Арізони. «Кольори» Бенну (варіації нахилу спектру видимих хвиль) набагато різноманітніші, ніж передбачалося спочатку. Ця різноманітність обумовлена поєднанням різних матеріалів, успадкованих від батьківського тіла Бенну, та різною тривалістю впливу космічного середовища.

Висновки цієї роботи є важливою віхою в постійних дискусіях у співтоваристві планетарної науки: як примітивні астероїди, такі як Бенну, змінюються спектрально, коли вони піддаються процесам «космічної погоди», такими як бомбардування космічними променями та сонячним вітром. Незважаючи на те, що Бенну неозброєним оком виглядає досить чорним, автори ілюструють різноманітність поверхні Бенну, використовуючи фальшиво кольорові візуалізації мультиспектральних даних, зібраних камерою MapCam. Найсвіжіший матеріал на Бенну, такий як той, що знайдений на місці Найтінгейл, спектрально червоніший за середній показник і, таким чином, здається червоним на цих зображеннях. Поверхневий матеріал стає яскраво-блакитним, коли впродовж проміжного періоду часу він був підданий впливу космічної погоди. Оскільки матеріал поверхні продовжує вивітрюватися протягом тривалих періодів часу, він в кінцевому підсумку висвітлюється на всіх довжинах хвиль, стаючи менш інтенсивно синім – середнім спектральним кольором Бенну.

Стаття Делла-Джустіни та інших також розрізняє два основних типи валунів на поверхні Бенну: темні та шорсткі та (рідше) яскраві та гладкі. Різні типи могли утворитися на різній глибині в батьківському астероїді Бенну.

Типи валунів не тільки візуально відрізняються один від одного, вони також мають свої унікальні фізичні властивості. Дослідження, проведене під керівництвом Бена Розітіса з Відкритого університету Великобританії, показує, що темні валуни слабкіші та більш пористі, тоді як яскраві валуни міцніші та менш пористі. Яскраві валуни також містять карбонати, ідентифіковані Капланом та командою, що дозволяє припустити, що осади карбонатних мінералів у тріщинах та пористих просторах може бути причиною їх підвищеної міцності.

Однак, обидва типи валунів слабші, ніж очікували вчені. Розітіс та його колеги підозрюють, що темні валуни Бенну (слабший, пористий і більш поширений тип) не пережили б подорож через атмосферу Землі. Тому цілком ймовірно, що повернуті зразки астероїда Бенну стануть відсутньою ланкою для вчених, так як цей тип матеріалу в даний час не представлений в колекціях метеоритів.

Бенну – це ромбоподібна купа щебеню, що пливе у космосі, але в ній є більше, ніж здається на перший погляд. Дані, отримані лазерним альтиметром OLA – науковим приладом, наданим Канадським космічним агентством – дозволили команді місії розробити тривимірну цифрову модель місцевості астероїда, яка з роздільною здатністю 20 см є безпрецедентною у детальності і точності. У цій роботі під керівництвом Майкла Дейлі з Йоркського університету вчені пояснюють, як детальний аналіз форми астероїда виявив хребетоподібні насипи на Бенну, які простягаються від полюса до полюса, але досить тонкі, щоб люди могли легко їх пропустити поглядом. Про їх присутність натякали раніше, але їх повна протяжність від полюса до полюса стала зрозумілою лише тоді, коли для порівняння даних OLA розділили північну та південну півкулі.

Цифрова модель рельєфу також показує, що північна та південна півкулі Бенну мають різні форми. Південна півкуля здається більш гладкою і круглою, що, на думку вчених, є результатом потрапляння пухкого матеріалу в численні великі валуни регіону.

NASA/Goddard/University of Arizona

Ще одна стаття з дослідженням зі спецколекції, яке очолював Даніель Шеєр з Університету Колорадо у Боулдері, розглядає гравітаційне поле Бенну, яке було визначено шляхом відстеження траєкторій руху космічного корабля OSIRIS-REx та частинок, які природним чином викидаються з поверхні Бенну. Використання частинок у якості гравітаційних зондів є випадковим. До виявлення викидів частинок на Бенну в 2019 році команда була зайнята картографуванням гравітаційного поля з необхідною точністю, використовуючи лише дані відстеження космічного апарату. Природне постачання десятків міні-гравітаційних зондів дозволило команді значно перевищити їхні потреби та отримати безпрецедентне розуміння нутрощів астероїда.

Відтворене гравітаційне поле показує, що всередині Бенну не однорідний. Натомість всередині астероїда є кишені з матеріалом вищої та меншої щільності. Це так, ніби в його центрі є порожнеча, в якій ви можете вмістити пару футбольних полів. Крім того, опуклість на екваторі Бенну недостатньо щільна, що свідчить про те, що обертання Бенну піднімає цей матеріал.

Усі шість публікацій у спецколекції використовують глобальні та локальні набори даних, зібрані космічним апаратом OSIRIS-REx з лютого по жовтень 2019 року. Спецколекція підкреслює, що такі місії з повернення зразків, як OSIRIS-REx, є важливими для повного розуміння історії та розвитку нашої Сонячної системи.

До виконання своєї найбільшої мети – зібрання шматочка первозданного, гідратованого, багатого вуглецем астероїда – залишилося менше двох тижнів. OSIRIS-REx відправиться з Бенну в 2021 році і доставить зразок на Землю 24 вересня 2023 року.

Центр космічних польотів НАСА імені Годдарда в Грінбелті, штат Меріленд, забезпечує загальне управління місії, системну інженерію, а також безпеку та гарантії виконання місії OSIRIS-REx. Данте Лауретта з Університету Арізони, Тусон, є головним дослідником, а Університет Арізони також очолює наукову групу та планування наукових досліджень і обробку даних. Компанія Lockheed Martin Space у Денвері побудувала космічний апарат та забезпечує його експлуатацію в польоті. Годдард та KinetX Aerospace відповідають за навігацію космічним апаратом OSIRIS-REx. OSIRIS-REx – це третя місія в програмі НАСА «Нові межі», якою керує Центр космічних польотів Маршалла в Хантсвіллі, штат Алабама, для Управління наукових місій агентства у Вашингтоні.

Астероїд Бенну - потенційно небезпечний для нашої планет об’єкт, з шансом 1-на-2700 врізатися в Землю між 2175 та 2199 роками. Очікувана кінетична енергія від зіткнення 1200 мегатонн в тротиловому еквіваленті.

Читайте ще цікаві новини про космос.

• Бенну
• Астероїди