No momento, a Agência de Exploração Aeroespacial Japonesa (JAXA)
Hayabusa2 a espaçonave está ocupada explorando o asteróide 162173 Ryugu. Como seu antecessor, isso consiste em uma missão de retorno de amostras, onde o regolito da superfície do asteróide será trazido de volta para casa para análise. Além de nos contar mais sobre o início do Sistema Solar, esses estudos devem lançar luz sobre a origem da água da Terra (e talvez até da vida).
Enquanto isso, os cientistas aqui em casa têm estado ocupados examinando as amostras retornadas de 25143 Itokawa pela Hayabusa1 nave espacial. Graças a um estudo recente de um par de cosmoquímicos da Universidade Estadual do Arizona (ASU), agora se sabe que esse asteróide continha quantidades abundantes de água. A partir disso, a equipe estima que até metade da água na Terra poderia ter sido causada por impactos de asteróides e cometas bilhões de anos atrás.
Este estudo, que foi a primeira vez que amostras da superfície de um asteróide foram examinadas em busca de água, apareceu recentemente na revista Avanços da ciência. A equipe de estudo consistiu em Ziliang Jin e Maitrayee Bose, uma bolsista de pós-doutorado e professora assistente na Escola de Exploração da Terra e do Espaço (SESE) da ASU.
O consenso científico atual é que os asteróides são compostos de sobras materiais provenientes da formação do Sistema Solar. Espera-se, portanto, que o estudo desses corpos revele coisas sobre sua história e evolução primitivas. O que Jin e Bose descobriram, após examinar as amostras fornecidas pela JAXA, foi que elas eram enriquecidas em água em comparação com a média de objetos encontrados no Sistema Solar interno.
E Bose indicado em uma entrevista com ASU Now, este estudo foi possível graças à cooperação entre a ASU e a JAXA, embora eles tenham ficado surpresos ao ouvir o que ela e Jin estavam procurando:
“Foi um privilégio que a agência espacial japonesa JAXA estivesse disposta a compartilhar cinco partículas de Itokawa com um investigador dos EUA. Isso também reflete bem em nossa escola… Até a proposta, ninguém pensou em procurar água. Fico feliz em informar que nosso palpite valeu a pena. "
Estudar as cinco amostras, cada uma das quais
Em duas das cinco partículas, a equipe identificou o piroxeno, um mineral que (na Terra) possui água como parte de sua estrutura cristalina. Jin e Bose também suspeitavam que os grãos pudessem conter vestígios de água, apesar de não estar claro quanto. A longa história de Itokawa incluiria eventos de aquecimento, impactos, choques
As medidas do NanoSIMS confirmaram essa hipótese, revelando que os próprios grãos da amostra eram ricos em água. Mas o que foi surpreendente foi o quão ricos eles eram. Isso indica que asteróides como Itokawa (que são considerados "secos") são capazes de abrigar mais água do que os cientistas pensavam anteriormente.
Devido à sua composição, predominantemente composta de minerais e metais de silicato, os cientistas planetários designaram Itokawa como um asteróide da classe S. Medindo apenas 500 metros (1800 pés) de comprimento e 215 a 300 (700 a 1000 pés) de diâmetro, o asteróide circula o Sol a cada 18 meses a uma distância média de 1,3 UA - passando pela órbita da Terra para um pouco além da de Marte .
Acredita-se que objetos do tamanho de Itokawa sejam fragmentos que se separaram de asteróides maiores da classe S. Apesar de pequenos, acredita-se que esses asteróides tenham mantido a água e os materiais voláteis (nitrogênio, dióxido de carbono, metano, amônia etc.) que possuíam em formação. Como Bose explicou:
“Asteróides do tipo S são um dos objetos mais comuns no cinturão de asteróides. Eles originalmente se formaram a uma distância do sol de um terço a três vezes a distância da Terra.”
A partir de sua estrutura, que consiste em dois lobos principais cheios de pedras (com densidades diferentes) unidos por uma seção mais estreita, acredita-se que Itokawa é o remanescente de um corpo parental medindo cerca de 19 km (12 milhas) de largura. Durante sua história, teria sido aquecido entre 550 e 800 ° C (1000 e 1500 ° F) e sofrido múltiplos impactos, com um grande evento que o separou.
No rescaldo, dois dos fragmentos se fundiram para formar Itokawa, que assumiu seu tamanho e forma atuais cerca de 8 milhões de anos atrás. Apesar da ruptura catastrófica que levou à sua formação e do fato de os grãos da amostra terem sido expostos a impactos de radiação e micrometeorito, os minerais ainda mostraram evidências de perda de água no espaço.
"Embora as amostras tenham sido coletadas na superfície, não sabemos onde esses grãos estavam no corpo original dos pais", disse Jin. "Mas nosso melhor palpite é que eles foram enterrados a mais de 100 metros de profundidade ... Os minerais têm composições isotópicas de hidrogênio que são indistinguíveis da Terra."
O que isso mostra é que os impactos de asteróides durante o bombardeio pesado tardio (cerca de 4,1 a 3,8 bilhões de anos atrás) foram responsáveis pela distribuição de água na Terra logo após a formação. Como Bose acrescentou, isso faz dos asteróides da classe S um alvo de alta prioridade para missões de retorno de amostras no futuro.
“Isso significa que asteróides do tipo S e os corpos dos pais de condritos comuns são provavelmente uma fonte crítica de água e vários outros elementos para os planetas terrestres. E podemos dizer isso apenas por causa de medições isotópicas in situ em amostras retornadas de regolito de asteróides - sua poeira e rochas na superfície. ”
Quando essas missões ocorrerem, a ASU provavelmente estará desempenhando um papel significativo. No momento, a Bose está trabalhando na criação de uma instalação de laboratório limpo na ASU que - juntamente com o NanoSIMS - será a primeira instalação pública da universidade capaz de analisar amostras de material obtido de asteróides e corpos no Sistema Solar.
O professor Meenakshi - o diretor do Centro de Estudos de Meteoritos da ASU e o novo diretor do SESE - também faz parte da equipe de análise que estudará as amostras devolvidas pelo Hayabusa2 missão. A sonda deixará o asteroide Ryugu em dezembro de 2019 e está programada para retornar à Terra em dezembro de 2020.
A ASU também é responsável por contribuir com o instrumento Espectrômetro de Emissão Térmica (OTES) a bordo da NASA OSIRIS-REx nave espacial, que atualmente está realizando uma missão de retorno de amostras com o asteróide Bennu, próximo à Terra. O OSIRIS-REx está programado para coletar amostras de Bennu no próximo verão e trazê-las de volta à Terra até setembro de 2023.
Essas e outras missões ampliarão a compreensão dos cientistas sobre como nosso Sistema Solar surgiu e podem até lançar alguma luz sobre como a vida começou em nosso planeta. Como Bose concluiu:
“As missões de retorno de amostras são obrigatórias se realmente queremos fazer um estudo aprofundado de objetos planetários. A missão Hayabusa para Itokawa expandiu nosso conhecimento do conteúdo volátil dos corpos que ajudaram a formar a Terra. Não seria surpreendente se um mecanismo semelhante de produção de água é comum para exoplanetas rochosos ao redor de outras estrelas. ”
