ในปี 2554 องค์การนาซ่า รุ่งอรุณ ยานอวกาศสร้างวงโคจรรอบดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ (อาคาดาวเคราะห์น้อย) ที่รู้จักกันในชื่อเวสต้า ในช่วง 14 เดือนข้างหน้าเครื่องมือสำรวจได้ทำการศึกษารายละเอียดพื้นผิวของเวสต้าด้วยชุดเครื่องมือวิทยาศาสตร์ การค้นพบเหล่านี้เปิดเผยมากเกี่ยวกับประวัติของดาวเคราะห์ดาวเคราะห์ลักษณะพื้นผิวและโครงสร้างของมันซึ่งเชื่อว่าแตกต่างกันเช่นดาวเคราะห์หิน
นอกจากนี้โพรบยังรวบรวมข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับปริมาณน้ำแข็งของเวสต้า หลังจากใช้เวลาสามปีที่ผ่านมากลั่นกรองข้อมูลของโพรบทีมนักวิทยาศาสตร์ได้สร้างการศึกษาใหม่ที่บ่งชี้ความเป็นไปได้ของน้ำแข็งใต้ผิวดิน การค้นพบเหล่านี้อาจมีผลกระทบเมื่อมันมาถึงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับวิธีการก่อตัวของดวงอาทิตย์และวิธีการขนส่งน้ำในอดีตตลอดระบบสุริยะ
การศึกษาของพวกเขาที่ชื่อว่า“ การสำรวจเรดาร์วงโคจร Bistatic ของดาวเคราะห์น้อยเวสต้าโดยภารกิจรุ่งอรุณ” ได้รับการเผยแพร่เมื่อเร็ว ๆ นี้ในวารสารวิทยาศาสตร์ การสื่อสารทางธรรมชาติ นำโดย Elizabeth Palmer นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจาก Western Michigan University ทีมอาศัยข้อมูลที่ได้จากเสาอากาศสื่อสารบนยานอวกาศ Dawn เพื่อทำการสำรวจเรดาร์ bistatic bistatic (BSR) แห่งแรกของ Vesta
เสาอากาศนี้ - เสาอากาศโทรคมนาคมแบบ High-Gain (HGA) - ส่งคลื่นวิทยุ X-band ระหว่างวงโคจรของ Vesta ไปยังเสาอากาศ Deep Space Network (DSN) บนโลก ในระหว่างการปฏิบัติภารกิจส่วนใหญ่วงโคจรของ Dawn ได้รับการออกแบบเพื่อให้แน่ใจว่า HGA นั้นอยู่ในแนวสายตาพร้อมกับสถานีภาคพื้นดินบนโลก อย่างไรก็ตามในช่วงที่เกิดการแอบแฝง - เมื่อโพรบผ่านไปข้างหลังเวสต้าเป็นเวลา 5 ถึง 33 นาทีในแต่ละครั้งโพรบก็หลุดออกจากสายตา
อย่างไรก็ตามเสาอากาศกำลังส่งข้อมูล telemetry อย่างต่อเนื่องซึ่งทำให้คลื่นเรดาร์ HGA ที่ส่งผ่านถูกสะท้อนออกจากพื้นผิวของ Vesta เทคนิคนี้เป็นที่รู้จักกันในนามการสำรวจเรดาร์ bistatic (BSR) ถูกใช้ในอดีตเพื่อศึกษาพื้นผิวของวัตถุพื้นผิวโลกเช่นดาวพุธดาวศุกร์ดวงจันทร์ดาวอังคารดวงจันทร์ไททันของดาวเสาร์และดาวหาง 67P / CG
แต่ดังที่พาลเมอร์อธิบายโดยใช้เทคนิคนี้เพื่อศึกษาร่างกายเช่นเวสต้าเป็นครั้งแรกสำหรับนักดาราศาสตร์:
“ นี่เป็นครั้งแรกที่มีการทดลองเรดาร์แบบ bistatic ในวงโคจรรอบ ๆ วัตถุขนาดเล็กดังนั้นสิ่งนี้จึงนำความท้าทายที่ไม่เหมือนใครมาเปรียบเทียบกับการทดลองแบบเดียวกันกับที่ร่างใหญ่เช่นดวงจันทร์หรือดาวอังคาร ตัวอย่างเช่นเนื่องจากสนามแรงโน้มถ่วงรอบเวสต้านั้นอ่อนกว่าดาวอังคารยานอวกาศ Dawn ไม่จำเป็นต้องโคจรด้วยความเร็วสูงมากเพื่อรักษาระยะห่างจากพื้นผิว ความเร็วของการโคจรของยานอวกาศมีความสำคัญ แต่เนื่องจากยิ่งวงโคจรเร็วขึ้นความถี่ของ 'ก้องผิว' ก็จะเปลี่ยนไปมากขึ้น (Doppler เปลี่ยน) เมื่อเทียบกับความถี่ของ 'สัญญาณโดยตรง' (ซึ่งเป็นสัญญาณวิทยุที่ไม่มีข้อ จำกัด ที่เดินทางโดยตรงจาก HGA ของ Dawn ไปยังเสาอากาศเครือข่ายห้วงอวกาศของโลกโดยไม่แทะเล็มพื้นผิวเวสต้า) นักวิจัยสามารถบอกความแตกต่างระหว่าง 'ผิวสะท้อนเสียง' และ 'สัญญาณโดยตรง' โดยความแตกต่างของความถี่ - ดังนั้นด้วยความเร็วการโคจรรอบรอบช้าของเวสต้าช้ากว่ารุ่งอรุณของเวสต้าความแตกต่างของความถี่นี้น้อยมากและต้องใช้เวลามากขึ้น และแยก 'ก้องพื้นผิว' เพื่อวัดความแข็งแรงของพวกเขา "
จากการศึกษาคลื่น BSR ที่ถูกสะท้อนพาลเมอร์และทีมของเธอสามารถรับข้อมูลที่มีค่าจากพื้นผิวของเวสต้า จากนี้พวกเขาสังเกตเห็นความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในการสะท้อนกลับของเรดาร์บนพื้นผิว แต่แตกต่างจากดวงจันทร์ความแปรปรวนของความขรุขระผิวไม่สามารถอธิบายได้โดยการไถตัวคนเดียวและน่าจะเกิดจากการมีอยู่ของพื้นน้ำแข็ง ดังที่พาลเมอร์อธิบาย:
“ เราพบว่านี่เป็นผลมาจากความแตกต่างของความขรุขระของพื้นผิวในระดับไม่กี่นิ้ว เสียงสะท้อนจากพื้นผิวที่แข็งแกร่งจะบ่งบอกถึงพื้นผิวที่นุ่มนวลขึ้นในขณะที่เสียงสะท้อนที่พื้นผิวที่อ่อนกว่านั้นสะท้อนออกจากพื้นผิวที่ขรุขระ เมื่อเราเปรียบเทียบแผนที่พื้นผิวขรุขระของเวสต้ากับแผนที่ความเข้มข้นของไฮโดรเจนใต้พื้นผิว - ซึ่งวัดโดยนักวิทยาศาสตร์อรุณใช้แกมมาเรย์และเครื่องตรวจจับนิวตรอน (GRaND) บนยานอวกาศ - เราพบว่าบริเวณที่เรียบเนียนกว่านั้น ความเข้มข้น!”
ในท้ายที่สุดพาลเมอร์และเพื่อนร่วมงานของเธอสรุปว่าการปรากฏตัวของน้ำแข็งที่ถูกฝังอยู่ (ในอดีตและ / หรือปัจจุบัน) ในเวสต้านั้นมีส่วนทำให้พื้นผิวเรียบเนียนกว่าคนอื่น ๆ โดยทั่วไปเมื่อใดก็ตามที่มีการกระแทกเกิดขึ้นบนพื้นผิวมันจะถ่ายโอนพลังงานจำนวนมากไปยังผิวดิน หากมีน้ำแข็งฝังอยู่ที่นั่นมันจะถูกละลายโดยเหตุการณ์การกระแทกไหลลงสู่ผิวน้ำตามรอยแตกที่เกิดจากการกระแทกและแช่แข็งในสถานที่
ในลักษณะเดียวกับที่ดวงจันทร์เช่นยูโรปาแกนีมีดและไททาเนียได้สัมผัสกับการต่ออายุพื้นผิวเนื่องจากวิธีการแช่แข็งด้วย cryovolcanism ทำให้น้ำของเหลวไปถึงพื้นผิว (ที่ refreezes) การปรากฏตัวของน้ำแข็งใต้ผิวดินจะทำให้ส่วนต่างๆ ล่วงเวลา. ในที่สุดสิ่งนี้จะนำไปสู่ภูมิประเทศที่ไม่สม่ำเสมอซึ่งพาลเมอร์และเพื่อนร่วมงานเห็น
ทฤษฎีนี้ได้รับการสนับสนุนโดยความเข้มข้นของไฮโดรเจนขนาดใหญ่ที่ตรวจพบได้ในพื้นที่ราบเรียบที่วัดได้หลายร้อยตารางกิโลเมตร นอกจากนี้ยังสอดคล้องกับหลักฐานธรณีสัณฐานที่ได้จากภาพกล้องถ่ายภาพรุ่งอรุณซึ่งแสดงให้เห็นสัญญาณของการไหลของน้ำชั่วคราวบนพื้นผิวของเวสต้า การศึกษาครั้งนี้ยังขัดแย้งกับสมมติฐานที่มีอยู่ก่อนหน้าเกี่ยวกับเวสต้า
ดังที่พาลเมอร์ตั้งข้อสังเกตสิ่งนี้อาจมีผลกระทบเท่าที่เราเข้าใจเกี่ยวกับประวัติศาสตร์และวิวัฒนาการของระบบสุริยะที่เกี่ยวข้อง:
“ ดาวเคราะห์น้อยเวสต้าคาดว่าจะมีปริมาณน้ำลดลงเมื่อนานมานี้ผ่านการหลอมรวมของโลกการสร้างความแตกต่างและการทำสวน regolith อย่างกว้างขวางโดยได้รับผลกระทบจากร่างเล็ก ๆ อย่างไรก็ตามการค้นพบของเราสนับสนุนความคิดที่ว่าน้ำแข็งที่ถูกฝังอยู่อาจมีอยู่บนเวสต้าซึ่งเป็นโอกาสที่น่าตื่นเต้นเนื่องจากเวสต้าเป็นดาวเคราะห์น้อยที่แสดงถึงช่วงเริ่มต้นของการก่อตัวของดาวเคราะห์ ยิ่งเราเรียนรู้ว่าน้ำแข็งอยู่ที่ไหนตลอดทั้งระบบสุริยะยิ่งเราเข้าใจมากขึ้นว่าน้ำถูกส่งไปยังโลกได้อย่างไรและภายในของโลกมีระยะเท่าไรในช่วงแรกของการก่อตัว”
งานนี้ได้รับการสนับสนุนจากโครงการธรณีวิทยาและธรณีฟิสิกส์ของนาซ่าซึ่งเป็นความพยายามบนพื้นฐานของ JPL ที่มุ่งเน้นการส่งเสริมการวิจัยดาวเคราะห์คล้ายโลกและดาวเทียมที่สำคัญในระบบสุริยะ งานนี้ยังดำเนินการด้วยความช่วยเหลือของคณะวิศวกรรมศาสตร์ Viterbi ของ USC ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของความพยายามอย่างต่อเนื่องในการปรับปรุงภาพเรดาร์และไมโครเวฟเพื่อค้นหาแหล่งน้ำใต้ดินบนดาวเคราะห์และวัตถุอื่น ๆ
