Миссия OSIRIS-REx объясняет таинственное движение частиц астероида Бенну

Вскоре после того, как космический аппарат OSIRIS-REx от НАСА прибыл к астероиду Бенну, неожиданное открытие научной командой миссии показало, что этот объект может быть активным или последовательно сбрасывать частицы в космос.

Постоянное обследование Бенну - и его образца, который впоследствии будет доставлен на Землю - может пролить свет на то, почему происходит это интригующее явление, говорится в пресс-релизе Центра космических полетов им. Годдарда НАСА.

Команда OSIRIS-REx впервые наблюдала событие выброса частиц на изображениях, снятых навигационными камерами космического аппарата, сделанными 6 января, только через неделю после того, как он вышел на свою первую орбиту вокруг Бенну. На первый взгляд, частицы казались звездами и астероидами, но при более детальном исследовании команда поняла, что астероид выбрасывает материал со своей поверхности. После получения заключения о том, что частицы не угрожают безопасности космического корабля, миссия начала специальные наблюдения, чтобы полностью задокументировать эту активность.

"Среди многих сюрпризов Бенну, выбросы частиц разожгли наше любопытство, и мы потратили последние несколько месяцев на расследование этой тайны, - говорит Данте Лауретта, главный исследователь OSIRIS-REx из Университета Аризоны, Тусон. - Это прекрасная возможность расширить наши знания о том, как ведут себя астероиды."

Изучив результаты наблюдений, команда миссии обнародовала свои выводы в научной статье, опубликованной 6 декабря. Команда наблюдала за тремя крупнейшими событиями выброса частиц 6, 19 января и 11 февраля, и пришла к выводу, что события происходили из разных мест на поверхности Бенну. Первое событие происходило из южного полушария, а второе и третье - вблизи экватора. Все три события произошли на Бенну ближе к вечеру.

Команда обнаружила, что после выброса с поверхности астероида, частицы или недолго облетали Бенну и падали обратно на его поверхность, или выбывали в космос. Наблюдаемые частицы перемещались на скорости до 3 метров в секунду и имели размер от 2,5 до 10 см. Примерно 200 частиц наблюдались во время крупнейшего события, которое произошло 6 января.

Команда исследовала широкий спектр возможных механизмов, которые могли вызвать события выброса, и сузила список до трех кандидатов: удары метеоритов, разрыв от термического напряжения и высвобождение водяного пара.

Метеороидные удары часто встречаются в глубоком космосе в окрестностях Бенну, и возможно, эти небольшие фрагменты космических камней могли ударить в Бенну там, где OSIRIS-REx не наблюдает за ним, стряхнув рыхлые частицы с импульсом своего удара.

Команда также определила, что термическое разрушение - еще одно разумное объяснение. Температура поверхности Бенну резко меняется в течение 4,3-часового периода вращения. Хотя в ночные часы сильно холодно, поверхность астероида значительно прогревается в середине дня, именно тогда состоялись три основные события. Вследствие этого изменения температуры породы могут начать растрескиваться и разрушаться, и в конце концов частицы могут выбрасываться с поверхности. Этот цикл известен как разрыв от термического напряжения.

Высвобождение воды также может объяснить активность астероида. Когда заблокированные водой глины Бенну нагреваются, вода может начать выделяться и создавать давление. Вполне возможно, что по мере нарастания давления в трещинах и порах валунов, откуда выделяется поглощенная вода, поверхность может возбудиться, что приведет к появлению частиц.

Но природа не всегда объясняется просто. "Возможно, срабатывает более одного из этих возможных механизмов", - говорит Стив Чесли, автор научной статьи и старший научный сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния. "Например, термический разрыв может раздробить поверхностный материал на небольшие кусочки, что значительно облегчает действие метеороидних ударов на выброс гальки в космос", - рассказал он.

Если термический разрыв, удары метеороида или они оба являются на самом деле причинами этих событий выброса, то это явление, вероятно, происходит на всех малых астероидах, поскольку все они испытывают эти механизмы. Однако, если высвобождение воды является причиной этих выбросов, то это явление было бы специфическим для астероидов, которые содержат насыщенные водой минералы, как Бенну.

Активность Бенну будет более понятной, когда образец будет собран и доставлен на Землю для изучения. Большинство выброшенных частиц достаточно маленькие, чтобы их по одной собрать с помощью механизма сбора проб космического аппарата, что означает, что возвращенный образец, возможно, будет содержать какой-то материал, который был выброшен и возвращен на поверхность Бенну. Определение того, что конкретная частица была выброшена и возвращена на Бенну, может быть научным подвигом, подобным поиску иголки в стоге сена. Однако материал, доставленный на Землю с Бенну, почти наверняка улучшит наше понимание астероидов и того, чем они отличаются и похожи, даже если явление выброса частиц продолжит оставаться тайной.

Сбор образца запланирован на лето 2020 года, а доставка его на Землю - в сентябре 2023 года.

Фото: NASA/Goddard/University of Arizona/Lockheed Martin

Астероид Бенну, код 101955, имеет почти сфероидальную форму, средний радиус 246 метров, период обращения вокруг Солнца составляет примерно 1,2 года. Оценочная масса - 60-78 миллиардов килограмм.

Бенну - потенциально опасный для нашей планет объект, с шансом один на 2700 врезаться в Землю между 2175 и 2199 годами. Ожидаемая кинетическая энергия от столкновения - 1200 мегатонн в тротиловом эквиваленте.

Аппарат OSIRIS-Rex прибыл к астероиду в конце 2018 года.

Читайте еще интересные новости о космосе.