(ESO-Observatorium) Proben der Asteroid Itokawa, die von der japanischen Raumsonde Hayabusa zur Erde zurückgeschickt wurden, enthüllen endlich ihre Geheimnisse – einschließlich der Tatsache, dass sie reich an Wasser sind.
Kosmochemiker haben winzige Fragmente in den Proben analysiert und erstmals den Wassergehalt darin gemessen.
Sie haben festgestellt, dass Asteroiden mögen Itokawa Die Bombardierung der Erde vor Milliarden von Jahren hätte bis zur Hälfte des Wassers in den Ozeanen der Erde mit sich bringen können, die heute eine Masse von 1,4 × 10 haben einundzwanzig Kilogramm.
„Wir fanden heraus, dass die von uns untersuchten Proben im Vergleich zum Durchschnitt für Objekte im inneren Sonnensystem mit Wasser angereichert waren.“ sagte der Kosmochemiker Ziliang Jin von der Arizona State University .
Der Hayabusa Die Sonde traf sich 2005 mit Itokawa und sammelte Mineralproben, um sie zurück zur Erde zu fliegen. Diese kamen 2010 ordnungsgemäß an, sorgfältig verpackt in einer speziellen Kapsel, die die Proben vor der Hitze beim Wiedereintritt schützte.
Ein Asteroid vom Typ S Itokawa besteht aus silikatischen Mineralien und gehört zum zweithäufigsten Asteroidentyp in unserem Sonnensystem. Man geht davon aus, dass er bei einer Kollision aus einem größeren Gesteinsbrocken herausgebrochen ist. Er umkreist die Sonne im inneren Bereich des Asteroidenhauptgürtels, wo silikatische Asteroiden am häufigsten vorkommen.
Da Asteroiden Relikte des frühen Sonnensystems sind, Überbleibsel der protoplanetaren Scheibe, die sich um eine kleine Sonne drehte und aus der die Planeten entstanden, können sie uns viel über die Zusammensetzung des Sonnensystems verraten, als es sich noch bildete.
Den aktuellen Theorien zufolge geschah damals jedoch noch etwas anderes. Es heißt Spätes schweres Bombardement , eine Zeit intensiven Bombardements im frühen Sonnensystem, in der eine unglaublich große Anzahl von Asteroiden auf die inneren Planeten einschlug.
Wissenschaftler glauben, dass diese Asteroiden eine mitgebracht haben Wow, was für ein Haufen Wasser , das dazu beigetragen hat, den Planeten zu formen, den wir heute kennen und lieben. Es wurde jedoch angenommen, dass Asteroiden vom Typ C oder kohlenstoffhaltige Asteroiden dafür verantwortlich waren – solche, die heute in den äußeren Regionen des Asteroidengürtels zu finden sind.
Doch der Wassergehalt von Itokawa blieb ungeklärt, bis Jin und seine Kollegin, die Kosmochemikerin Maitrayee Bose, hinzukamen.
„Bis wir es vorschlugen, kam niemand auf die Idee, nach Wasser zu suchen.“ sagte Bose . „Ich freue mich, berichten zu können, dass sich unsere Vermutung ausgezahlt hat.“
JAXA versorgte das Paar mit fünf wertvollen Asteroidenpartikeln. In zwei dieser Teilchen fand das Paar Pyroxen , ein Mineral, das auf der Erde in seiner Struktur Wasser enthält. Aber die extremen Bedingungen im Weltraum und im Asteroidengürtel hätten einen Großteil, wenn nicht alles, dieses Wassers entfernen können.
Winzige Raumkörner. (Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), herausgegeben von Z. Jin)
Daher nutzte das Team das Nanoscale Secondary Ion Mass Spectrometer (NanoSIMS) an der Arizona State University, um zu bestimmen, wie viel noch übrig war. Wie sich herausstellte, war es eine Menge – 698 bis 988 Teile pro Million, nach Berücksichtigung des Wasserverlusts aufgrund von Stößen und internen Prozessen, die die Temperatur von Itokawa erhöht hätten.
Das deutet darauf hin, dass der Asteroid, von dem sich Itokawa trennte, einen Wassergehalt von 160 bis 510 Teilen pro Million hatte, sagten die Forscher.
Wie Itokawa genau entstand, ist unbekannt, aber Wissenschaftler konnten ein wahrscheinliches Szenario zusammenstellen. Sie glauben, dass es ursprünglich Teil eines Asteroiden mit einem Durchmesser von mindestens 20 Kilometern (12 Meilen) war, der irgendwann auf 540 bis 815 Grad Celsius (1.100 bis 1.500 Fahrenheit) erhitzt wurde.
Entweder eine große oder mehrere kleinere Kollisionen zerbrachen diesen Mutterkörper in mehrere Teile. Zwei dieser Teile verschmolzen und wurden zu einem erdnussförmigen, zweilappigen Asteroiden mit einer Länge von etwa 550 Metern. Seit etwa 8 Millionen Jahren hat es seine heutige Größe und Form.
Die von Hayabusa gesammelten Proben stammen aus einer Region, die glatt und staubig ist.
„Obwohl die Proben an der Oberfläche gesammelt wurden, wissen wir nicht, wo sich diese Körner im ursprünglichen Mutterkörper befanden.“ Sagte Jin . „Aber unsere beste Vermutung ist, dass sie mehr als 100 Meter tief darin begraben waren.“
Zusätzlich zu dem in den Mineralien enthaltenen Wasser fanden die beiden heraus, dass die Mineralien selbst Wasserstoffisotopenzusammensetzungen aufweisen, die nicht von Gesteinen auf der Erde und anderen Körpern im inneren Sonnensystem zu unterscheiden sind. Das bedeutet, dass diese Körper wahrscheinlich eine gemeinsame Wasserquelle haben – und dass Asteroiden vom S-Typ maßgeblich an der Versorgung der Planeten mit Wasser und anderen Elementen beteiligt sind.
„Das macht diese Asteroiden zu Zielen mit hoher Priorität für die Erkundung“, sagte Bose .
Derzeit laufen zwei Asteroidenmissionen – Hayabusa2 von JAXA Ryugu erkunden , und OSIRIS-REx der NASA ist es Bennu erkunden . Beide sind kohlenstoffhaltige Asteroiden. Derzeit gibt es keine Pläne für die zukünftige Erforschung silikatischer Asteroiden – aber vielleicht kann dieses Ergebnis das ändern.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Wissenschaftliche Fortschritte .