In januari 2019, NASA's OSIRIS-REx-ruimtevaartuig cirkelde rond asteroïde Bennu toen de camera's van het ruimtevaartuig iets onverwachts vingen:duizenden kleine stukjes materiaal, sommige net zo groot als knikkers, begon tegen het oppervlak van de asteroïde te stuiteren - als een spelletje pingpong in de ruimte. Vanaf dat moment, veel van dergelijke deeltjesejectiegebeurtenissen zijn waargenomen aan het oppervlak van Bennu.

OSIRIS-REx is een ongekende poging om te onderzoeken waaruit asteroïden zoals Bennu bestaan ​​en hoe ze door de ruimte bewegen. Maar, zoals die springende deeltjes laten zien, de missie heeft al een paar verrassingen opgeleverd.

"We bestuderen asteroïden al heel lang, en niemand had dit fenomeen ooit eerder gezien - deze kleine deeltjes die van het oppervlak werden geschoten, " zei Daniël Scheeres, onderscheiden professor in de Ann en HJ Smead afdeling Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek. Hij leidt het radiowetenschappelijke team voor OSIRIS-REx samen met Jay McMahon van CU Boulder.

Nutsvoorzieningen, een reeks nieuwe studies probeert de waargenomen deeltjesejectiegebeurtenissen na te bootsen en te begrijpen, samenvoegen wat er is gebeurd en waarom. Scheeres en McMahon concentreren zich op één vraag in het bijzonder:hoe kunnen zulke springende deeltjes het lot van Bennu en andere soortgelijke asteroïden op de lange termijn veranderen?

In onderzoek gepubliceerd in de Journal of Geophysical Research:Planeten , het duo en hun collega's melden dat zulke schijnbaar kleine gebeurtenissen in de loop van de tijd kunnen oplopen - misschien zelfs helpen om de asteroïde zijn veelbetekenende vorm te geven, wat vaak wordt vergeleken met een tol.

"We willen weten wat dat betekent voor het grotere plaatje van hoe asteroïden hun leven leiden, " zei Mc Mahon, een assistent-professor lucht- en ruimtevaarttechniek.

De Universiteit van Arizona leidt de wetenschappelijke operaties voor OSIRIS-REx, die werd gebouwd door de in Colorado gevestigde Lockheed Martin. NASA's Goddard Space Flight Center in Maryland beheert de algehele missie.

massa verlies

McMahon voegde eraan toe dat het leven van sommige asteroïden behoorlijk chaotisch kan zijn. Een klasse van deze lichamen, die wetenschappers 'actieve' asteroïden noemen, verliest voortdurend een aanzienlijke hoeveelheid materiaal.

"Ze zijn bijna een kruising tussen een komeet en een asteroïde, " zei McMahon. "Ze verliezen massa, en het is substantieel genoeg om het vanaf de aarde te kunnen zien."

Tot voor kort, niemand wist dat hetzelfde zou kunnen gebeuren op een veel kleinere schaal. Maar dat is precies het geval bij Bennu. Eén hypothese suggereert dat snelle temperatuurverschuivingen ervoor kunnen zorgen dat het oppervlak van de asteroïde kromtrekt en barst, kleine stukjes materiaal losmaken. Een andere studie heeft beweerd dat de uitstoot het gevolg zou kunnen zijn van kleine meteoroïden die op Bennu botsen.

Op basis van de observaties van OSIRIS-REx, de deeltjes die uit Bennu worden uitgestoten, kunnen zo groot zijn als softballen en snelheden halen van ongeveer 11 kilometer per uur. Nog verrassender, McMahon zei, een klein aantal van deze stukjes puin leek het onmogelijke te doen:ze vlogen van het oppervlak van Bennu, draaide vervolgens enkele dagen of langer om de asteroïde.

"Dat zou niet moeten gebeuren in typische orbitale mechanica, ' zei Mc Mahon.

Anders gezegd, elementaire orbitale berekeningen suggereren dat al deze deeltjes een van de volgende twee dingen zouden moeten doen:van het oppervlak springen en meteen weer naar beneden vallen of ontsnappen aan Bennu's zwaartekracht en nooit meer terugkomen.

Sluit missers

Om erachter te komen waarom sommigen zich niet aan de regels houden, McMahon en zijn collega's gebruikten gedetailleerde computermodellen om de trajecten te volgen van meer dan 17, 000 testdeeltjes uitgestoten uit Bennu. Ze ontdekten dat een klein deel daarvan hulp lijkt te krijgen van een onwaarschijnlijke bron:de zon.

McMahon legde uit dat als deze objecten van de asteroïde springen, ze worden blootgesteld aan hitte en straling afkomstig van de zon en van Bennu zelf - een klein beetje, maar genoeg om ze af en toe een lichte boost in snelheid te geven. Met de juiste duw die deeltjes kunnen eigenlijk, falen bij het vallen.

"Het deeltje komt heel dicht bij het oppervlak en mist gewoon, "Zei McMahon. "Als het dat een paar keer kan doen, kan het in een situatie komen waarin het een hele tijd in een baan om de aarde kan leven."

In een andere studie gepubliceerd in dezelfde serie, een team onder leiding van Scheeres en McMahon probeerde erachter te komen of uitwerpingsgebeurtenissen zelfs Bennu's eigen baan rond de zon zouden kunnen beïnvloeden - het antwoord is waarschijnlijk niet.

De groep ontdekte nog iets ongewoons:toen deeltjes uiteindelijk op het oppervlak van Bennu landen, velen lijken onevenredig dicht bij de evenaar te vallen, waar de asteroïde een duidelijke uitstulping heeft. Als resultaat, deze gebeurtenissen zouden de asteroïde in de loop van duizenden of miljoenen jaren kunnen veranderen door massa van het noorden en het zuiden naar het midden te verplaatsen.

De bevindingen zijn een opmaat naar een andere belangrijke gebeurtenis in het leven van Bennu. Volgende maand, OSIRIS-REx zal dichter bij de asteroïde komen dan ooit tevoren. Eenmaal daar, het ruimtevaartuig zal een intrekbare arm gebruiken om een ​​monster van het oppervlak te pakken en mee naar huis te nemen.

Scheeres en collega's verwachten nog meer onverwachte bevindingen van een toch al verrassende asteroïde.

Coauteurs van de nieuwe studie zijn onder meer onderzoekers van het Jet Propulsion Laboratory, Planetair Wetenschapsinstituut, NASA Goddard Space Flight Center, Lockheed Martin, Universiteit van Arizona, De Open Universiteit en de Universiteit van Tennessee.