Δύο κοσμοχημικοί στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα έχουν κάνει τις πρώτες μετρήσεις για την παρουσία νερού στα δείγματα που συλλέχθηκαν από το Ιαπωνικό σκάφος Hayabusa, από την επιφάνεια του αστεροειδούς Itokawa. Τα δείγματα προήλθαν από μια ομαλή και σκονισμένη περιοχή στη μέση του Itokawa, που ονομάζεται Sea of Muses. Τα ευρήματα της ομάδας υποδηλώνουν ότι οι πτώσεις παρόμοιων αστεροειδών πάνω στη Γη στην πρώιμη ιστορία της, θα μπορούσαν να έχουν παραδώσει το ήμισυ του ωκεάνιου νερού του πλανήτη μας.
“Βρήκαμε ότι τα δείγματα που εξετάσαμε εμπλουτίστηκαν σε νερό σε σύγκριση με τον μέσο όρο που ισχύει για αντικείμενα του εσωτερικού ηλιακού συστήματος”, λέει ο Ziliang Jin, ένας μεταδιδακτορικός μελετητής της Αριζόνα, που είναι ο επικεφαλής συγγραφέας στο δημοσίευμα στο Science Advances αναφέροντας τα αποτελέσματα. Ο συν-συγγραφέας είναι ο Maitrayee Bose, επίκουρος καθηγητής στη Σχολή.
Η ιδέα της ομάδας να ψάξει νερό στα 5 σωματίδια από τον αστεροειδή Itokawa που πήγαν στην Αριζόνα, ήταν έκπληξη για το project του Hayabusa. “Μέχρι να το προτείνουμε, κανείς δεν σκέφτηκε να ψάξει για νερό”, λέει ο Maitrayee Bose. “Είμαι στην ευχάριστη θέση να αναφέρω ότι η διαίσθηση μας βγήκε αληθινή.”
Σε δύο από τα πέντε σωματίδια, η ομάδα εντόπισε το ορυκτό πυροξένιο. Στα χερσαία δείγματα, τα πυροξένια έχουν νερό στην κρυσταλλική δομή τους. Οι ερευνητές υπέθεσαν ότι τα σωματίδια του Itokawa θα μπορούσαν επίσης να έχουν ίχνη νερού, αλλά ήθελαν να ξέρουν ακριβώς πόσο. Το Itokawa έχει μια σκληρή ιστορία που περιλαμβάνει θέρμανση, πολλαπλές συγκρούσεις, σοκ και κατακερματισμό. Αυτά θα αύξησαν τη θερμοκρασία των ορυκτών και θα έπρεπε να απομακρύνουν το νερό.
Για να μελετήσουν τα δείγματα, το μισό περίπου του πάχους μιας ανθρώπινης τρίχας, η ομάδα χρησιμοποίησε το φασματόμετρο μάζας δευτερογενούς ιόντων Nanoscale (NanoSIMS), το οποίο μπορεί να μετρήσει τέτοιους μικροσκοπικούς κόκκους ορυκτών με μεγάλη ευαισθησία.
Οι μετρήσεις του NanoSIMS αποκάλυψαν ότι τα δείγματα ήταν απροσδόκητα πλούσια σε νερό. Υποστηρίζουν επίσης ότι ακόμη και οι ονομαστικώς ξηροί αστεροειδείς όπως το Itokawa μπορεί στην πραγματικότητα να φιλοξενήσουν περισσότερο νερό από ότι οι επιστήμονες έχουν υποθέσει.
Κατακερματισμένος κόσμος
Το Itokawa είναι ένας αστεροειδής σε σχήμα φυστίκι μήκους περίπου 550 μέτρα και πλάτους 210 έως 300 μέτρα. Πλησιάζει τον Ήλιο κάθε 18 μήνες σε μια μέση απόσταση 1,3 φορές την απόσταση Γης-Ήλιου. Σε ένα τμήμα της τροχιάς του ο Itokawa πλησιάζει στην τροχιά της Γης και στο πιο μακρινό σημείο, βρίσκεται λίγο πέρα από αυτό του Άρη.
Με βάση το φάσμα του Itokawa στα τηλεσκόπια με βάση τη Γη, οι πλανητικοί επιστήμονες το τοποθετούν στην κατηγορία S. Αυτό το συνδέει με τους πετρώδεις μετεωρίτες, που θεωρούνται θραύσματα από αστεροειδείς τύπου S που διασπώνται σε συγκρούσεις.
“Οι αστεροειδείς τύπου S είναι ένα από τα πιο συνηθισμένα αντικείμενα στη ζώνη των αστεροειδών”, λέει ο Bose. “Αρχικά σχηματίστηκαν σε απόσταση από τον Ήλιο, σε απόσταση ενός τρίτου έως τριπλάσια της απόστασης Γης-Ηλίου”. Προσθέτει δε ότι αν και είναι μικροί, αυτοί οι αστεροειδείς έχουν διατηρήσει το νερό και τα άλλα πτητικά υλικά που σχημάτισαν.
Στη δομή, το Itokawa έχει δύο κύριους λοβούς, που έχουν διαφορετικές συνολικές πυκνότητες, ενώ μεταξύ των λοβών είναι το στενότερο τμήμα.
Οι Jin και Bose επισημαίνουν ότι ο σημερινός αστεροειδής Itokawa είναι το κατάλοιπο ενός γονικού σώματος πλάτους τουλάχιστον 20 km που σε κάποιο σημείο θερμάνθηκε μεταξύ 1.000 και 1.500 βαθμών Fahrenheit. Το γονικό σώμα υπέστη πολλά σοβαρά προβλήματα από συγκρούσεις, και στο τέλος έσπασε σε κομμάτια Ακολούθως, δύο από τα θραύσματα συγχωνεύθηκαν και σχημάτισαν τη σημερινή μορφή του Itokawa, που έφθασε στο σημερινό της μέγεθος και σχήμα περίπου πριν από 8 εκατομμύρια χρόνια.
Ο Jin προσθέτει ότι “Αν και τα δείγματα συλλέχθηκαν στην επιφάνεια, δεν ξέρουμε πού ήταν αυτά τα σπέρματα στο αρχικό γονικό σώμα, αλλά η καλύτερη εικασία μας είναι ότι θάφτηκαν σε βάθος πάνω από 100 μέτρα”.
Προσθέτει ότι παρά την καταστροφική διάσπαση του μητρικού σώματος και των κόκκων του δείγματος που εκτέθηκαν στην ακτινοβολία και σε συγκρούσεις με μικρομετεωρίτες στην επιφάνεια του, τα ορυκτά εξακολουθούν να εμφανίζουν στοιχεία που δεν έχουν χαθεί στο διάστημα.
Επιπλέον, λέει ο Jin, “Τα ορυκτά έχουν ισοτοπικές συνθέσεις υδρογόνου που δεν διακρίνονται στη Γη”.
Ο Bose εξηγεί: “Αυτό σημαίνει ότι οι αστεροειδείς τύπου S και τα γονικά σώματα των συνηθισμένων χονδριτών είναι πιθανώς μια κρίσιμη πηγή νερού και πολλά άλλα στοιχεία για τους χερσαίους πλανήτες”.
Και προσθέτει, “Και μπορούμε να το πούμε μόνο εξαιτίας των ισοτοπικών επιτόπιων μετρήσεων στα επιστρεφόμενα δείγματα ρεγκόλιθων αστεροειδών – της σκόνης και των πετρωμάτων τους.
“Αυτό κάνει τους αστεροειδείς στόχους υψηλής προτεραιότητας για εξερεύνηση.”
Για τους πλανητικούς επιστήμονες που σχεδιάζουν μια εικόνα για το πώς σχηματίστηκε το ηλιακό σύστημα, οι αστεροειδείς είναι ένας μεγάλος πόρος δεδομένων. Ως τα μόνα εναπομείναντα δομικά στοιχεία στο πλανητικό σύστημα, διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους διατηρώντας ταυτόχρονα υλικά από την αρχή της ηλιακής ιστορίας.
