Saat ini, Badan Eksplorasi Dirgantara Jepang (JAXA)
Hayabusa2 pesawat ruang angkasa sibuk menjelajahi asteroid 162173 Ryugu. Seperti pendahulunya, ini terdiri dari misi sampel-kembali, di mana regolith dari permukaan asteroid akan dibawa pulang untuk analisis. Selain memberi tahu kami lebih banyak tentang Tata Surya awal, studi-studi ini diharapkan dapat menjelaskan asal usul air Bumi (dan mungkin bahkan kehidupan).
Sementara itu, para ilmuwan di sini di rumah sibuk memeriksa sampel yang dikembalikan dari 25143 Itokawa oleh Hayabusa1 pesawat ruang angkasa. Berkat penelitian terbaru oleh sepasang kosmokimiawan dari Arizona State University (ASU), kini diketahui bahwa asteroid ini mengandung banyak air. Dari ini, tim memperkirakan bahwa hingga setengah air di Bumi bisa berasal dari dampak asteroid dan komet miliaran tahun yang lalu.
Studi ini, yang merupakan sampel pertama kali dari permukaan asteroid diperiksa untuk air, baru-baru ini muncul di jurnal Kemajuan Sains. Tim studi terdiri dari Ziliang Jin dan Maitrayee Bose, seorang sarjana postdoctoral dan asisten profesor di Sekolah Eksplorasi Bumi dan Luar Angkasa AS (SESE).
Konsensus ilmiah saat ini adalah bahwa asteroid terdiri dari bahan sisa dari pembentukan Tata Surya. Oleh karena itu, studi tentang tubuh-tubuh ini diharapkan untuk mengungkapkan hal-hal tentang sejarah awal dan evolusinya. Apa yang ditemukan Jin dan Bose, setelah memeriksa sampel yang disediakan oleh JAXA, adalah bahwa mereka diperkaya dalam air dibandingkan dengan rata-rata benda yang ditemukan di Tata Surya bagian dalam.
Dan Bose ditunjukkan dalam sebuah wawancara dengan ASU Sekarang, penelitian ini dimungkinkan berkat kerja sama antara ASU dan JAXA, meskipun mereka terkejut mendengar apa yang dia dan Jin cari:
“Merupakan suatu keistimewaan bahwa badan antariksa Jepang JAXA bersedia berbagi lima partikel dari Itokawa dengan penyelidik A.S. Ini juga mencerminkan dengan baik di sekolah kami ... Sampai kami mengusulkannya, tidak ada yang berpikir untuk mencari air. Saya senang melaporkan bahwa firasat kami terbayar. "
Untuk mempelajari lima sampel, masing-masing
Dalam dua dari lima partikel, tim mengidentifikasi piroksen, mineral yang (di Bumi) memiliki air sebagai bagian dari struktur kristalinnya. Jin dan Bose juga curiga bahwa biji-bijian itu mungkin mengandung jejak air, meskipun mereka tidak jelas berapa banyak. Sejarah panjang Itokawa akan mencakup peristiwa pemanasan, dampak, guncangan
Pengukuran NanoSIMS mengkonfirmasi hipotesis ini, mengungkapkan bahwa butir sampel sendiri kaya air. Tapi yang mengejutkan adalah seberapa kaya mereka. Ini menunjukkan bahwa asteroid seperti Itokawa (yang dianggap "kering") mampu menampung lebih banyak air daripada yang diperkirakan para ilmuwan sebelumnya.
Karena komposisinya, yang sebagian besar terdiri dari mineral silikat dan logam, para ilmuwan 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 orbit Bumi ke sedikit di luar Mars. .
Objek yang ukurannya Itokawa diyakini merupakan fragmen yang terputus dari asteroid kelas S yang lebih besar. Meskipun berukuran kecil, asteroid ini diyakini menyimpan air dan bahan volatil apa pun (nitrogen, karbon dioksida, metana, amonia, dll.) Yang mereka miliki saat pembentukan. Seperti yang dijelaskan Bose:
“Asteroid tipe S adalah salah satu objek paling umum di sabuk asteroid. Mereka awalnya terbentuk pada jarak dari matahari sepertiga hingga tiga kali jarak Bumi.”
Dari strukturnya, yang terdiri dari dua lobus utama berserakan batu (dengan kepadatan berbeda) yang disatukan oleh bagian yang lebih sempit, diyakini bahwa Itokawa adalah sisa dari badan induk berukuran sekitar 19 km (12 mil) lebarnya. Selama sejarahnya, ia akan dipanaskan hingga antara 550 dan 800 ° C (1000 dan 1500 ° F) dan mengalami beberapa dampak, dengan satu peristiwa besar yang memecahnya.
Setelahnya, dua fragmen bergabung untuk membentuk Itokawa, yang diasumsikan ukuran dan bentuknya sekitar 8 juta tahun yang lalu. Meskipun pecah bencana yang menyebabkan pembentukannya dan fakta bahwa butir sampel terkena dampak radiasi dan mikrometeorit, mineral tersebut masih menunjukkan bukti air yang hilang ke ruang angkasa.
"Meskipun sampel dikumpulkan di permukaan, kami tidak tahu di mana butir-butir ini berada di tubuh induk asli," kata Jin. "Tapi tebakan terbaik kita adalah bahwa mereka terkubur lebih dari 100 meter di dalamnya ... Mineral-mineral itu memiliki komposisi hidrogen isotop yang tidak dapat dibedakan dari Bumi."
Apa ini menunjukkan bahwa dampak asteroid selama Pengeboman Berat Akhir (sekitar 4,1 hingga 3,8 miliar tahun yang lalu) bertanggung jawab untuk mendistribusikan air ke Bumi segera setelah terbentuk. Seperti yang ditambahkan Bose, ini membuat asteroid S-class menjadi target prioritas tinggi untuk misi pengembalian sampel di masa depan.
“Ini berarti asteroid tipe S dan badan induk dari chondrites biasa kemungkinan merupakan sumber air kritis dan beberapa elemen lain untuk planet terestrial. Dan kita dapat mengatakan ini hanya karena pengukuran isotop in-situ pada sampel yang dikembalikan dari regolith asteroid - debu dan batu permukaannya. "
Ketika misi itu berlangsung, ASU kemungkinan akan memainkan peran penting. Saat ini, Bose sedang mengerjakan pembuatan fasilitas laboratorium bersih di ASU yang - bersama dengan NanoSIMS - akan menjadi fasilitas universitas negeri pertama yang mampu menganalisis sampel bahan yang diperoleh dari asteroid dan benda di Tata Surya.
Profesor Meenakshi - direktur Pusat Studi Meteorit ASU dan direktur baru SESE - juga merupakan bagian dari tim analisis yang akan mempelajari sampel yang dikembalikan oleh Hayabusa2 misi. Wahana antariksa itu akan meninggalkan asteroid Ryugu pada Desember 2019 dan dijadwalkan kembali ke Bumi pada Desember 2020.
ASU juga bertanggung jawab atas kontribusi instrumen Thermal Emission Spectrometer (OTES) di atas NASA OSIRIS-REx pesawat ruang angkasa, yang saat ini melakukan misi sampel-kembali dengan asteroid asteroid dekat Bumi. OSIRIS-REx dijadwalkan untuk mengumpulkan sampel dari Bennu musim panas mendatang dan membawanya kembali ke Bumi pada bulan September 2023.
Misi-misi ini dan lainnya akan memperluas pemahaman ilmuwan tentang bagaimana Tata Surya kita terbentuk, dan bahkan mungkin menjelaskan bagaimana kehidupan dimulai di planet kita. Seperti yang disimpulkan Bose:
“Misi pengembalian sampel adalah wajib jika kita benar-benar ingin melakukan studi mendalam tentang objek-objek planet. Misi Hayabusa ke Itokawa telah memperluas pengetahuan kita tentang isi tubuh yang berubah-ubah yang membantu membentuk Bumi. Tidak akan mengherankan jika mekanisme yang sama dari produksi air adalah umum untuk exoplanet berbatu di sekitar bintang lain. "
