Sekarang, Badan Eksplorasi Aeroangkasa Jepun (JAXA)
Hayabusa2 kapal angkasa sedang sibuk meneroka asteroid 162173 Ryugu. Seperti pendahulunya, ini terdiri dari misi pengembalian sampel, di mana regolit dari permukaan asteroid akan dibawa pulang untuk analisis. Selain memberitahu kami lebih banyak mengenai Sistem Suria awal, kajian-kajian ini diharapkan dapat menjelaskan asal-usul air Bumi (dan mungkin juga kehidupan).
Sementara itu, saintis di sini sibuk memeriksa sampel yang dikembalikan dari 25143 Itokawa oleh Hayabusa1 kapal angkasa. Berkat kajian baru-baru ini oleh sepasang ahli kosmokimia dari Arizona State University (ASU), kini diketahui bahawa asteroid ini mengandungi sejumlah besar air. Dari ini, pasukan menganggarkan bahawa hingga separuh air di Bumi mungkin berasal dari asteroid dan komet yang terkena dampak berbilion tahun yang lalu.
Kajian ini, yang merupakan kali pertama sampel dari permukaan asteroid diperiksa untuk air, baru-baru ini muncul dalam jurnal Kemajuan Sains. Pasukan kajian terdiri daripada Ziliang Jin dan Maitrayee Bose, sarjana pasca doktoral dan penolong profesor di Sekolah Eksplorasi Bumi dan Angkasa ASU (SESE).
Konsensus saintifik semasa adalah bahawa asteroid terdiri dari sisa bahan dari pembentukan Sistem Suria. Oleh itu, kajian mengenai badan-badan ini diharapkan dapat mengungkap banyak perkara mengenai sejarah dan evolusi awalnya. Apa yang dijumpai oleh Jin dan Bose, setelah memeriksa sampel yang diberikan oleh JAXA, adalah bahwa mereka diperkaya dalam air dibandingkan dengan rata-rata untuk objek yang terdapat di Sistem Suria dalam.
Dan Bose menunjukkan dalam temu bual dengan ASU Sekarang, kajian ini dimungkinkan berkat kerjasama antara ASU dan JAXA, walaupun mereka terkejut mendengar apa yang dia dan Jin cari:
"Adalah suatu keistimewaan bahawa agensi angkasa Jepun JAXA bersedia untuk berkongsi lima zarah dari Itokawa dengan penyiasat A.S. Ia juga mencerminkan sekolah kita dengan baik ... Sehingga kita mencadangkannya, tidak ada yang berfikir untuk mencari air. Saya dengan senang hati melaporkan bahawa firasat kami membuahkan hasil. "
Untuk mengkaji lima sampel, masing-masing
Dalam dua daripada lima zarah, pasukan mengenal pasti piroksena, mineral yang (di Bumi) mempunyai air sebagai sebahagian daripada struktur kristalnya. Jin dan Bose juga mencurigakan bahawa biji-bijian itu mungkin mengandung jejak air, walaupun jumlahnya tidak jelas. Sejarah panjang Itokawa termasuk peristiwa pemanasan, hentaman, kejutan
Pengukuran NanoSIMS mengesahkan hipotesis ini, menunjukkan bahawa sampel biji-bijian itu sendiri kaya dengan air. Tetapi yang mengejutkan adalah betapa kaya mereka. Ini menunjukkan bahawa asteroid seperti Itokawa (yang dianggap "kering") mampu menyimpan lebih banyak air daripada yang difikirkan oleh saintis sebelumnya.
Oleh kerana komposisinya, yang sebagian besar terdiri dari mineral dan logam silikat, para saintis planet telah menetapkan Itokawa sebagai asteroid kelas-S. Berukuran hanya 500 meter (1800 kaki) dan diameter 215 hingga 300 (700 hingga 1000 kaki), asteroid mengelilingi Matahari setiap 18 bulan pada jarak rata-rata 1.3 AU - melewati di dalam orbit Bumi ke sedikit di luar Marikh .
Objek berukuran Itokawa diyakini pecahan dari asteroid kelas S yang lebih besar. Walaupun kecil, asteroid ini dipercayai menyimpan air dan bahan mudah menguap (nitrogen, karbon dioksida, metana, amonia, dan lain-lain) yang mereka miliki semasa pembentukannya. Seperti yang dijelaskan oleh Bose:
"Asteroid jenis S adalah salah satu objek yang paling biasa di tali pinggang asteroid. Asalnya terbentuk pada jarak dari matahari satu pertiga hingga tiga kali jarak Bumi.”
Dari strukturnya, yang terdiri dari dua lobus utama yang berserakan batu (dengan ketumpatan yang berbeza) yang disambungkan oleh bahagian yang lebih sempit, dipercayai bahawa Itokawa adalah sisa dari badan induk berukuran sekitar 19 km (12 mi) lebar. Selama sejarahnya, ia akan dipanaskan antara 550 dan 800 ° C (1000 dan 1500 ° F) dan mengalami banyak kesan, dengan satu peristiwa besar yang memecahnya.
Selepas itu, dua serpihan bergabung membentuk Itokawa, yang menganggap ukuran dan bentuknya sekitar 8 juta tahun yang lalu. Walaupun berlaku bencana yang menyebabkan pembentukannya dan fakta bahawa butiran sampel terkena kesan radiasi dan mikrometeorit, mineral tersebut masih menunjukkan bukti air yang hilang ke angkasa.
"Walaupun sampel dikumpulkan di permukaan, kami tidak tahu di mana biji-bijian ini berada di badan induk asalnya," kata Jin. "Tetapi dugaan terbaik kami adalah bahawa mereka terkubur lebih dari 100 meter di dalamnya ... Mineral tersebut mempunyai komposisi isotop hidrogen yang tidak dapat dibezakan dari Bumi."
Apa yang ditunjukkan ini adalah bahawa kesan asteroid semasa Pengeboman Berat Akhir (sekitar 4.1 hingga 3.8 bilion tahun yang lalu) bertanggungjawab menyebarkan air ke Bumi tidak lama setelah terbentuk. Seperti yang ditambahkan Bose, ini menjadikan asteroid kelas S sebagai sasaran keutamaan tinggi untuk misi pengembalian sampel di masa depan.
"Ini bermaksud asteroid jenis S dan badan induk chondrit biasa mungkin merupakan sumber air yang kritikal dan beberapa unsur lain untuk planet-planet terestrial. Dan kita dapat mengatakannya hanya kerana pengukuran isotop in-situ pada sampel regolith asteroid yang dikembalikan - debu dan batu permukaannya. "
Ketika misi tersebut dilaksanakan, ASU kemungkinan akan memainkan peranan penting. Sekarang, Bose sedang berusaha untuk mewujudkan kemudahan makmal bersih di ASU yang - bersama dengan NanoSIMS - akan menjadi kemudahan universiti awam pertama yang mampu menganalisis sampel bahan yang diperoleh dari asteroid dan badan di Sistem Suria.
Profesor Meenakshi - pengarah Pusat Pengajian Meteorit ASU dan pengarah baru SESE - juga merupakan sebahagian daripada pasukan analisis yang akan mengkaji sampel yang dikembalikan oleh Hayabusa2 misi. Kapal angkasa akan meninggalkan asteroid Ryugu pada bulan Disember 2019 dan dijadualkan kembali ke Bumi menjelang Disember 2020.
ASU juga bertanggungjawab menyumbang instrumen Spectrometer Pelepasan Termal (OTES) di kapal NASA OSIRIS-REx kapal angkasa, yang kini menjalankan misi pengembalian sampel dengan asteroid Bumi dekat Bennu. OSIRIS-REx dijadualkan mengumpulkan sampel dari Bennu musim panas depan dan membawanya kembali ke Bumi menjelang September 2023.
Ini dan misi lain akan memperluas pemahaman saintis tentang bagaimana Sistem Suria kita wujud, dan bahkan dapat menjelaskan bagaimana kehidupan bermula di planet kita. Seperti yang disimpulkan oleh Bose:
"Misi pengembalian sampel adalah wajib jika kita benar-benar ingin melakukan kajian mendalam mengenai objek planet. Misi Hayabusa ke Itokawa telah meluaskan pengetahuan kita mengenai kandungan badan yang tidak menentu yang membantu membentuk Bumi. Tidak menghairankan jika mekanisme pengeluaran air yang serupa adalah biasa bagi eksoplanet berbatu di sekitar bintang lain. "
