Tin tức Deeper

Nước được tìm thấy trong các mẫu từ tiểu hành tinh Itokawa

Ngày:
Th5 08, 2019
Tóm lược:

Các nhà vũ trụ học đã thực hiện các phép đo nước đầu tiên có trong các mẫu từ bề mặt của một tiểu hành tinh.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Các mẫu được nghiên cứu bởi Jin và Bose đến từ đặc điểm có tên là Biển Muses, đây là khu vực trơn tru ở giữa Itokawa.
Ảnh: Ảnh của Cơ quan thám hiểm hàng không vũ trụ Nhật Bản (JAXA)
Các mẫu được nghiên cứu bởi Jin và Bose đến từ đặc điểm có tên là Biển Muses, đây là khu vực trơn tru ở giữa Itokawa.
Ảnh: Ảnh của Cơ quan thám hiểm hàng không vũ trụ Nhật Bản (JAXA)

Hai nhà vũ trụ học tại Đại học bang Arizona đã thực hiện các phép đo nước đầu tiên có trong các mẫu từ bề mặt của một tiểu hành tinh. Các mẫu được lấy từ tiểu hành tinh Itokawa và được thu thập bởi tàu thăm dò vũ trụ Hayabusa của Nhật Bản.

Phát hiện của nhóm nghiên cứu cho thấy những tác động sớm trong lịch sử Trái đất bởi các tiểu hành tinh tương tự có thể đã cung cấp tới một nửa lượng nước đại dương của hành tinh chúng ta.

Đó là một đặc ân mà cơ quan vũ trụ Nhật Bản JAXA sẵn sàng chia sẻ năm hạt từ Itokawa với một nhà điều tra Mỹ.

Ý tưởng của nhóm tìm kiếm nước trong các mẫu Itokawa là một bất ngờ cho dự án Hayabusa.

Cho đến khi các nhà khoa học đề xuất nó, không ai nghĩ sẽ tìm nước. Họ rất vui khi báo cáo rằng linh cảm của họ đã được đền đáp.

Trong hai trong số năm hạt, nhóm nghiên cứu đã xác định được pyroxene khoáng sản. Trong các mẫu trên mặt đất, pyroxen có nước trong cấu trúc tinh thể của chúng. Bose và Jin nghi ngờ rằng các hạt Itokawa cũng có thể có dấu vết của nước nhưng họ muốn biết chính xác bao nhiêu. Itokawa đã có một lịch sử khó khăn liên quan đến sưởi ấm, nhiều tác động, chấn động và phân mảnh. Những thứ này sẽ làm tăng nhiệt độ của khoáng chất và làm mất nước.

Để nghiên cứu các mẫu, mỗi độ dày khoảng một nửa sợi tóc của con người, nhóm nghiên cứu đã sử dụng Máy quang phổ khối ion thứ cấp Nanoscale (NanoSIMS) của ASU có thể đo các hạt khoáng nhỏ như vậy với độ nhạy cao.

Các phép đo NanoSIMS cho thấy các mẫu rất giàu nước. Họ cũng đề xuất rằng ngay cả các tiểu hành tinh khô như Itokawa trên thực tế có thể chứa nhiều nước hơn các nhà khoa học đã giả định.

Thế giới rời rạc

Itokawa là một tiểu hành tinh hình hạt đậu dài khoảng 1.800 feet và rộng 700 đến 1.000 feet. Nó vòng quanh Mặt trời cứ sau 18 tháng với khoảng cách trung bình 1,3 lần khoảng cách Trái đất – Mặt trời. Một phần của con đường của Itokawa đưa nó vào quỹ đạo Trái đất và xa nhất, nó quét ra xa hơn một chút so với Sao Hỏa.

Dựa trên phổ của Itokawa trong kính viễn vọng trên Trái đất, các nhà khoa học hành tinh đặt nó trong lớp S. Điều này liên kết nó với các thiên thạch đá được cho là những mảnh vỡ từ các tiểu hành tinh loại S bị vỡ ra trong các vụ va chạm.

Các tiểu hành tinh loại S là một trong những vật thể phổ biến nhất trong vành đai tiểu hành tinh. Chúng ban đầu hình thành ở khoảng cách từ Mặt trời từ một phần ba đến ba lần khoảng cách Trái đất.Mặc dù chúng nhỏ, những tiểu hành tinh này đã giữ bất kỳ nước và vật liệu dễ bay hơi nào khác mà chúng hình thành.

Về cấu trúc, Itokawa giống như một cặp đống gạch vụn với nhau. Nó có hai thùy chính, mỗi thùy được đính những tảng đá nhưng có mật độ tổng thể khác nhau trong khi giữa các thùy là một phần hẹp hơn.

Hiện nay Itokawa là tàn dư của một cơ thể mẹ ít nhất 12 dặm rộng tại một số điểm đã được làm nóng từ 1.000 đến 1.500 độ Fahrenheit. Cơ thể cha mẹ phải chịu một số cú sốc lớn từ các tác động với một sự kiện tan vỡ cuối cùng đã phá vỡ nó. Sau đó, hai trong số các mảnh vỡ đã hợp nhất và hình thành nên Itokawa ngày nay, đạt đến kích thước và hình dạng hiện tại khoảng 8 triệu năm trước.

Các hạt mà các nhà khoa học phân tích đến từ một phần của Itokawa được gọi là Biển Muses. Đó là một khu vực trên tiểu hành tinh mịn và phủ đầy bụi.

Mặc dù các mẫu được thu thập ở bề mặt, các nhà nghiên cứu không biết những hạt này ở đâu trong cơ thể bố mẹ ban đầu. Nhưng phỏng đoán tốt nhất của chúng tôi là chúng được chôn sâu hơn 100 mét trong đó.

Mặc dù cơ thể cha mẹ bị phá vỡ thảm khốc và các hạt mẫu bị phơi nhiễm phóng xạ và tác động của thiên thạch micromet trên bề mặt, các khoáng chất vẫn cho thấy bằng chứng nước không bị mất vào không gian.

Các khoáng chất có thành phần đồng vị hydro không thể phân biệt với Trái đất. Điều này có nghĩa là các tiểu hành tinh loại S và cơ thể bố mẹ của các sụn thông thường có khả năng là một nguồn nước quan trọng và một số yếu tố khác cho các hành tinh trên mặt đất.

Và chúng ta chỉ có thể nói điều này vì các phép đo đồng vị tại chỗ trên các mẫu của tiểu hành tinh được trả lại – bụi bề mặt và đá của chúng.

Điều đó làm cho các tiểu hành tinh này có mục tiêu ưu tiên cao để thăm dò.

Hướng đạo lấy mẫu

Nhóm nghiên cứu đang xây dựng một cơ sở phòng thí nghiệm sạch tại ASU cùng với NanoSIMS (được tài trợ một phần bởi Quỹ Khoa học Quốc gia) sẽ là cơ sở đầu tiên như vậy tại một trường đại học công có khả năng phân tích hạt bụi từ các cơ quan hệ mặt trời khác.

Một nhiệm vụ khác của Nhật Bản là Hayabusa 2 hiện đang ở một tiểu hành tinh tên Ryugu, nơi nó sẽ thu thập các mẫu và đưa chúng trở lại Trái đất vào tháng 12 năm 2020.

ASU cũng có mặt trong nhiệm vụ hoàn trả mẫu OSIRIS-REx của NASA, đang quay quanh một tiểu hành tinh gần Trái đất có tên Bennu. Trong số các thiết bị khác, tàu vũ trụ mang theo Máy quang phổ phát xạ nhiệt OSIRIS-REx (OTES) được thiết kế bởi Giáo sư Philip Christensen của ASU Regents và chế tạo tại Trường. OSIRIS-REx dự kiến ​​sẽ thu thập các mẫu từ Bennu vào mùa hè năm 2020 và đưa chúng trở lại Trái đất vào tháng 9 năm 2023.

Đối với các nhà khoa học hành tinh và các nhà vũ trụ học đang vẽ một bức tranh về cách hệ mặt trời hình thành, các tiểu hành tinh là một nguồn tài nguyên tuyệt vời. Là các khối xây dựng còn sót lại cho hệ thống hành tinh, chúng khác nhau rất nhiều trong khi vẫn bảo tồn các vật liệu từ sớm trong lịch sử hệ mặt trời.

Nhiệm vụ hoàn trả mẫu là bắt buộc nếu chúng ta thực sự muốn nghiên cứu sâu về các vật thể hành tinh.

Nhiệm vụ Hayabusa với Itokawa đã mở rộng kiến ​​thức của chúng ta về nội dung dễ bay hơi của các cơ thể giúp hình thành Trái đất. Sẽ không ngạc nhiên nếu một cơ chế sản xuất nước tương tự phổ biến đối với các ngoại hành tinh đá xung quanh các ngôi sao khác.


Nguồn tin tức:

Tài liệu được cung cấp bởi Đại học bang Arizona . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.


Tạp chí tham khảo :

  1. Ziliang Jin, Maitrayee Bose. Manh mối mới về nước cổ trên Itokawa . Những tiến bộ khoa học , 2019: Tập. 5, không 5, eaav8106 DOI: 10.1126 / sciav.aav8106

Bài viết liên quan

Bài viết khác