2019.12.15.

Aktív aszteroida a Bennu

Nem sokkal azután, hogy az OSIRIS-REx űrszonda a (101955) Bennu-hoz érkezett, különös jelenséget látott: a kisbolygóból apró, néhány centis szemcsék távoztak, majd vagy a világűr felé vették útjukat, vagy rövid keringés után visszahullottak a felszínre. Ez a különös felfedezés azt jelentené, hogy aktív aszteroida a Bennu? Nem lehetetlen, ugyanis a kisbolygót a küldetés célpontjaként is részint azért választották ki, mert a spektruma hasonló volt az ismert aktív aszteroidákéhoz.
A január 6-i első alkalmat követően még más esetekben is megfigyelte a szonda a szemcsekibocsátást, és e megfigyelések elemzése alapján született meg a tanulmány, amelyekben különböző lehetséges magyarázatokat is végigtárgyalják a kutatók.
A legerőteljesebb esemény az első volt, ekkor kb. 200 szemcsét látott a szonda távozni a kisbolygóról, 0,07-3,3 m/s sebességgel. Ezt észlelve a kamerát átprogramozták, hogy sűrűbben készítsen felvételeket, hátha sikerül még más eseményt is megörökíteni, és ez sikerrel is járt. Az események teljesen eltérő helyszíneken történtek, vagyis más-más régió bocsátotta ki a szemcséket a kisbolygó felszínén. Közös volt azonban az, hogy mindegyik esemény helyi késő délután szerinti időben történt. A kibocsátási eseményeken (három nagy, és számos kicsi, amelyben max. 20 szemcse vett részt) túl „kóbor” szemcséket is látott a szonda, ezek némelyike napokon át keringett a Bennu körül.
Miután a kibocsátott szemcsék megfigyeléséből visszaszámolt felszíni helyszíneket ellenőrizték a fotókon, ott semmi extra nem látszott, ugyanolyanok voltak, mint a Bennu felszínének bármely része. Milyen elméletek lehetnek a szemcsekibocsátásra?

1. Tengelyforgásból adódó kiszakadás, gyakorlatilag a kisbolygó tengelyforgásából adódó centrifugális erő miatt az egyenlítő vidékén kiszakadhatnak szemcsék, ezek azonban egyenlítői pályán és a forgás irányában repülnének. A Bennuból kiszakadt részek azonban teljesen más pályákat (pl. retrográd vagy hiperbolikus) repültek be, így ez a mechanizmus elvethető.
2. Elektrosztatikus lebegés, ez úgy jöhet létre, hogy a napszél plazmája felszínre érkezésével töltötté válnak a felszíni részecskék és elektromos erőtér alakul ki közvetlen a felszín felett. Ha az elektromos tér ereje nagyobb a szemcsék közti kohéziónál, akkor így kiemelkedhet a szemcse, azonban ezek csak egész aprók lehetnek (milliméternél kisebbek) és a sebességük is kevesebb lenne 1 m/s-nál. A Bennu szemcséi pedig jóval nagyobbak és gyorsabbak voltak, így nagyrészt ez az ötlet is elvethető.
3. Jég szublimációja, ahogyan az üstökösök esetében ez a módozat szabadítja ki a jég közt lévő port, úgy akár egy kisbolygónál is felléphet hasonló esemény. Ahhoz, hogy ilyesmi történjen, a felszín közelében jégnek kell lennie, a Bennu esetében a kibocsátások helyszínei viszont olyan hőmérsékletűek, hogy ott nem lennének stabilak azok a jegek, amelyek az üstökösöknél e feladatot ellátják. Vízjégre utaló spektrális jeleket nem láttak a Bennu felszínén, ha pedig pl. 1 méternél mélyebben van vízjég, akkor ezekből úgy szabadulna csak fel gáznemű anyag, ami magával rántja a felszíni szemcséket, ha a területet jelentős becsapódás éri, vagy hőmérsékleti hatásokra repedések keletkeznek benne. Mindemellett látszódna a kiáramló gáz is, erre viszont a Bennu nem adott példát.
4. Filloszilikátok kiszáradása, a Bennu felszínén számos olyan víztartalmú filloszilikát ásványok vannak, amelyekből, laborkísérletek szerint kiszabadulhat a víz bizonyos hőmérsékleten. Ez a hőmérséklet ugyan magasabb (70K-nel), mint a Bennu felszínéé, ám már korábban elkezdődhet a kevésbé kötött víz kiszabadulása ezen ásványokból, így akár a Bennu hőmérsékleti viszonyai közepette is megtörténhet. Ezt a lehetőséget fokozza a felszín kőzeteinek mechanikai feszültsége is, majd az így a külső kőzetek repedéseiben összegyűlő víz már képes lehet olyan gáznyomásra, ami leszaggatja a felszíni sziklákról a szemcséket. Ez történik a (3200) Phaethon kisbolygó esetében is (amelyből az így leszakadó pornak köszönhetően a Geminidák meteorraja származik, ennek egyébként 13/14-én éjjel lesz a maximuma).
5. Meteoroidok, mivel minden égitestre érkeznek meteoroidok, így a Bennu sem kivétel. Az átlagosan számított meteoroidok becsapódásának energiája megegyezik azzal, amit a szonda felvételein látott szemcsék kiindulási energiájának számoltak. Azonban a Bennu felszínét normális esetben percenként érheti el egy ennek megfelelő méretű és sebességű meteoroid, a szemcsekitörések viszont jóval ritkábbak. Elképzelhető, hogy igen gyéren beérkező kis sebességű meteoroid már létrehozhat ilyen anyagkiáramlásokat, esetleg a normál (nagy sebességű) becsapódások energiájának csak egy elenyésző töredéke játszik szerepet a szemcsekibocsátásban.
6. Hőmérsékletváltozás okozta töredezés, ami a felszín hőmérsékletének a gyors tengelyforgás miatti eltéréseiből adódik. Laborban a Bennuhoz hasonló összetételű meteoriton végzett kísérletekből tudjuk, hogy hasonló körülmények közt a napi hőingás miatt a felszín megrepedezik és darabok válnak ki belőle. Mivel a Bennu esetében ezek az események a 4,3 órás napjának késő délutánjára estek, és a számítások szerint a hőmérsékletingadozás ilyenkor hat a talaj „mélyebb” részein a legerősebben, ez a lehetőség egészen jó esélyt kap. A hőingás hatására, ahogy a sivatagokban is aprózódnak a kőzetek, az aszteroida felszínén is bekövetkezik hasonló, repedések keletkeznek a kövekben, ráadásul a nagyobb kövekben ez a felszínükkel párhuzamosan terjedő repedéseket jelent. Ennek hatására egy idő után a repedés növekedése felgyorsul, s eztán a felette lévő kőzetdarab szinte lerobban miatta, és apróbb darabokként távozik.

Összefoglalva a hőingás, a meteoroidok beérkezése és a filloszilikátok vízvesztése is okozhatják a Bennu „kitöréseit”, illetve ezek persze együtt is szerepet játszhatnak.
A kisebb „kitörésekre” magyarázat lehet az, hogy a nagyobbakból eredő szemcsék, amikor visszaesnek a Bennu felszínére, ott újabb szemcséket indíthatnak útnak, vagy maguk visszapattanhatnak az űr felé, attól függően, milyen felszínre érkeznek. A modellszámítások alapján ehhez szükséges méretű visszacsapódó szemcséket ugyan nem sikerült megfigyelni, de könnyen lehet, hogy csak azért nem, mert nem távolodtak el ezek a nagyobb szemcsék annyira a Bennu felszínétől, hogy a kamera felvételén láthatóvá váljanak az égi háttérben.
Érdekes felvetés, miszerint a Bennu-ból, ha hasonló mértékben távoztak a szemcsék a múltban is, elméletileg már olyan törmelékmennyiség keringhet, amely az elmúlt pár ezer év során elérhették a Föld pályáját is. Ezeknek a számítások szerint egy szeptember 23. környékén jelentkező meteorraj formájában kellene megmutatkozniuk, ám ilyesminek eddig nem bukkantak a nyomára. A becslések szerint rendkívül lassú (12,7 km/s) belépési sebességű meteorok születnének a Bennu porából, látványos meteorokat produkálva. Az, hogy eddig nem bukkantunk rá ezekre, nem jelenti azt, hogy nem is léteznek, ugyanis a déli féltekéről meglehetősen hiányosak az adatok.

Az OSIRIS-REx jövő nyáron vesz majd mintát a kisbolygóból, s 2023-ra érkezik haza vele.

Az eredményeket a Science december6-án tette közzé.

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)

Nincs még értékelés

Értékelés

About the Author: