ตอนนี้หน่วยงานการสำรวจอวกาศญี่ปุ่น (JAXA)
Hayabusa2 ยานอวกาศไม่ว่างสำรวจดาวเคราะห์น้อย 162173 Ryugu เช่นเดียวกับผู้บุกเบิกก่อนหน้านี้ประกอบด้วยภารกิจส่งคืนตัวอย่างโดยที่ regolith จากพื้นผิวดาวเคราะห์น้อยจะถูกนำกลับบ้านเพื่อวิเคราะห์ นอกเหนือจากการบอกเราเพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบสุริยจักรวาลในช่วงต้นการศึกษาเหล่านี้คาดว่าจะทำให้เกิดแสงสว่างบนจุดกำเนิดของน้ำของโลก (และอาจมีชีวิตด้วย)
ในขณะเดียวกันนักวิทยาศาสตร์ที่นี่ที่บ้านก็กำลังยุ่งอยู่กับการตรวจสอบตัวอย่างที่ส่งคืนจาก 25143 อิโตคาว่าโดย Hayabusa1 ยานอวกาศ ต้องขอบคุณการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้โดยนักคอสโมจิสต์คนหนึ่งจาก Arizona State University (ASU) บัดนี้เป็นที่ทราบกันดีว่าดาวเคราะห์น้อยนี้มีน้ำปริมาณมาก จากนี้ทีมประเมินว่าถึงครึ่งน้ำบนโลกอาจมาจากดาวเคราะห์น้อยและดาวหางส่งผลกระทบต่อพันล้านปีที่ผ่านมา
การศึกษาครั้งนี้ซึ่งเป็นครั้งแรกที่มีการสำรวจตัวอย่างจากพื้นผิวดาวเคราะห์น้อยเพื่อตรวจสอบน้ำเมื่อไม่นานมานี้ปรากฏในวารสาร วิทยาศาสตร์ก้าวหน้า ทีมศึกษาประกอบด้วย Ziliang Jin และ Maitrayee Bose นักวิชาการหลังปริญญาเอกและผู้ช่วยศาสตราจารย์ใน School of Earth and Space Exploration (SESE)
ฉันทามติทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันคือดาวเคราะห์น้อยประกอบไปด้วยวัสดุเหลือจากการก่อตัวของระบบสุริยะ การศึกษาของร่างกายเหล่านี้จึงคาดว่าจะเปิดเผยสิ่งต่าง ๆ เกี่ยวกับประวัติศาสตร์และวิวัฒนาการ สิ่งที่จินและโบสพบเมื่อตรวจสอบตัวอย่างจาก JAXA คือพวกมันถูกทำให้รำ่รวยในน้ำเมื่อเปรียบเทียบกับค่าเฉลี่ยสำหรับวัตถุที่พบในระบบสุริยะชั้นใน
และโบสระบุในการสัมภาษณ์ด้วย เอสการศึกษาครั้งนี้เกิดขึ้นได้เนื่องจากความร่วมมือระหว่าง ASU และ JAXA ถึงแม้ว่าพวกเขาจะประหลาดใจเมื่อได้ยินว่าเธอและจินมองหาอะไร:
“ มันเป็นสิทธิพิเศษที่หน่วยงานอวกาศของญี่ปุ่น JAXA ยินดีที่จะแบ่งปันห้าอนุภาคจาก Itokawa กับนักวิจัยในสหรัฐฯ นอกจากนี้ยังสะท้อนให้เห็นถึงโรงเรียนของเรา ... จนกว่าเราจะเสนอมันไม่มีใครคิดที่จะมองหาน้ำ ฉันดีใจที่ได้รายงานว่าลางสังหรณ์ของเราได้รับผลตอบแทน”
เพื่อศึกษาห้าตัวอย่างแต่ละอัน
ในสองในห้าอนุภาคนั้นทีมวิจัยได้ระบุ pyroxene ซึ่งเป็นแร่ธาตุที่ (บนโลก) มีน้ำเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างผลึก จินและโบสยังสงสัยว่าธัญพืชอาจมีร่องรอยของน้ำแม้ว่าพวกเขาจะไม่ชัดเจนเท่าไหร่ ประวัติศาสตร์อันยาวนานของ Itokawa จะรวมถึงกิจกรรมการทำความร้อนผลกระทบแรงกระแทก
การตรวจวัด NanoSIMS ยืนยันสมมติฐานนี้โดยแสดงให้เห็นว่าตัวอย่างธัญพืชนั้นอุดมไปด้วยน้ำ แต่สิ่งที่น่าแปลกใจก็คือพวกเขาร่ำรวยแค่ไหน สิ่งนี้บ่งชี้ว่าดาวเคราะห์น้อยเช่น Itokawa (ซึ่งถือว่าเป็น“ แห้ง”) สามารถกักเก็บน้ำได้มากกว่าที่นักวิทยาศาสตร์เคยคิดไว้
เนื่องจากองค์ประกอบซึ่งประกอบด้วยแร่ซิลิเกตและโลหะเป็นส่วนใหญ่นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์จึงกำหนดให้ Itokawa เป็นดาวเคราะห์น้อยประเภทเอส - คลาส ด้วยระยะทางเพียง 500 เมตร (1800 ฟุต) และเส้นผ่านศูนย์กลาง 215 ถึง 300 (700 ถึง 1,000 ฟุต) ดาวเคราะห์น้อยจะโคจรรอบดวงอาทิตย์ทุก ๆ 18 เดือนที่ระยะทางเฉลี่ย 1.3 AU - ผ่านเข้าสู่วงโคจรของโลกจนถึงดาวอังคารเพียงเล็กน้อย .
วัตถุที่มีขนาดของ Itokawa เชื่อกันว่าเป็นชิ้นส่วนที่แตกออกจากดาวเคราะห์น้อยระดับ S-class ที่ใหญ่กว่า แม้ว่าจะมีขนาดเล็ก แต่เชื่อว่าดาวเคราะห์น้อยเหล่านี้จะเก็บน้ำและวัสดุที่ระเหยได้ (ไนโตรเจนคาร์บอนไดออกไซด์มีเธนแอมโมเนียและอื่น ๆ ) ที่มีอยู่ ตามที่โบสอธิบาย:
“ ดาวเคราะห์น้อยประเภทเอสเป็นหนึ่งในวัตถุที่พบได้บ่อยที่สุดในแถบดาวเคราะห์น้อย พวกมันก่อตัวในระยะห่างจากดวงอาทิตย์ในระยะหนึ่งถึงสามถึงสามเท่าของโลก.”
จากโครงสร้างซึ่งประกอบด้วยก้อนหินใหญ่สองก้อนที่มีความหนาแน่นต่างกันซึ่งมีส่วนที่แคบกว่าเชื่อกันว่า Itokawa เป็นเศษซากของร่างผู้ปกครองที่มีความกว้างประมาณ 19 กม. (12 ไมล์) ในช่วงประวัติศาสตร์จะได้รับความร้อนระหว่าง 550 และ 800 ° C (1,000 และ 1500 ° F) และได้รับผลกระทบหลายครั้งโดยมีเหตุการณ์สำคัญหนึ่งเหตุการณ์ที่ทำให้แตกสลาย
ในเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นสองชิ้นรวมกันเพื่อสร้างอิโตคาวะซึ่งสันนิษฐานว่าขนาดและรูปร่างปัจจุบันประมาณ 8 ล้านปีที่ผ่านมา แม้จะมีหายนะที่นำไปสู่การก่อตัวและความจริงที่ว่าตัวอย่างธัญพืชสัมผัสกับรังสีและผลกระทบของแร่ micrometeorite แร่ธาตุยังคงแสดงหลักฐานของน้ำที่หายไปในอวกาศ
“ ถึงแม้ว่าตัวอย่างจะถูกเก็บรวบรวมที่พื้นผิว แต่เราไม่ทราบว่าเมล็ดเหล่านี้อยู่ที่ไหนในร่างเดิม” จินกล่าว “ แต่สิ่งที่เราคาดเดาได้ดีที่สุดก็คือพวกมันถูกฝังไว้ลึกกว่า 100 เมตรภายในนั้น…แร่ธาตุมีองค์ประกอบของไอโซโทปไฮโดรเจนซึ่งแยกไม่ออกจากโลก”
สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์น้อยส่งผลกระทบในช่วงการโจมตีหนักปลาย (ประมาณ 4.1 ถึง 3.8 พันล้านปีก่อน) มีความรับผิดชอบในการแจกจ่ายน้ำสู่โลกหลังจากเกิดขึ้น เมื่อเพิ่ม Bose สิ่งนี้จะทำให้ดาวเคราะห์น้อยเอส - คลาสเป็นเป้าหมายที่มีความสำคัญสูงสำหรับภารกิจส่งคืนตัวอย่างในอนาคต
“ นี่หมายถึงดาวเคราะห์น้อยประเภท S และแหล่งกำเนิดของแร่ธาตุธรรมดานั้นน่าจะเป็นแหล่งน้ำที่สำคัญและองค์ประกอบอื่น ๆ สำหรับดาวเคราะห์ภาคพื้นดิน และเราสามารถพูดได้เพียงเพราะการวัดไอโซโทปในแหล่งกำเนิดบนตัวอย่างที่คืนกลับมาของดาวเคราะห์น้อย regolith - ฝุ่นบนพื้นผิวและหินของพวกมัน”
เมื่อภารกิจเหล่านั้นเกิดขึ้น ASU จะมีบทบาทสำคัญ ตอนนี้ Bose กำลังทำงานในการสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกในห้องแล็บที่ ASU พร้อมกับ NanoSIMS จะเป็นสถานที่สาธารณะแห่งแรกในมหาวิทยาลัยที่สามารถวิเคราะห์ตัวอย่างวัสดุที่ได้จากดาวเคราะห์น้อยและวัตถุในระบบสุริยะ
ศาสตราจารย์ Meenakshi - ผู้อำนวยการศูนย์การศึกษาอุกกาบาตของ ASU และผู้อำนวยการคนใหม่ของ SESE - เป็นส่วนหนึ่งของทีมวิเคราะห์ที่จะศึกษาตัวอย่างที่ส่งคืนโดย Hayabusa2 หน้าที่ ยานอวกาศจะออกจากดาวเคราะห์น้อย Ryugu ในเดือนธันวาคมปี 2019 และมีกำหนดจะกลับสู่โลกภายในเดือนธันวาคมปี 2020
ASU ยังรับผิดชอบในการบริจาคเครื่องมือวัดปริมาณรังสีความร้อน (OTES) ในนาซ่า OSIRIS-Rex ยานอวกาศซึ่งกำลังทำภารกิจส่งคืนตัวอย่างกับดาวเคราะห์น้อยใกล้โลก OSIRIS-REx มีกำหนดการเก็บตัวอย่างจาก Bennu ในฤดูร้อนหน้าและนำพวกมันกลับสู่โลกภายในเดือนกันยายนปี 2023
ภารกิจเหล่านี้และภารกิจอื่น ๆ จะขยายความเข้าใจของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับระบบสุริยะของเราว่าเป็นอย่างไรและอาจทำให้เกิดแสงสว่างในการเริ่มชีวิตบนดาวเคราะห์ของเรา ในฐานะที่เป็น Bose สรุป:
“ ภารกิจส่งคืนตัวอย่างเป็นสิ่งจำเป็นถ้าเราต้องการทำการศึกษาเชิงลึกของวัตถุดาวเคราะห์ ภารกิจฮายาบูสะสู่อิโตคาวะได้เพิ่มพูนความรู้เกี่ยวกับเนื้อหาที่ระเหยได้ของร่างกายที่ช่วยสร้างโลก ไม่น่าแปลกใจถ้ากลไกการผลิตน้ำแบบเดียวกันนั้นเป็นเรื่องปกติสำหรับดาวเคราะห์นอกระบบที่มีหินรอบ ๆ ดาวฤกษ์อื่น”
