Zoals iedereen die ooit heeft geprobeerd een huis schoon te maken weet, jezelf van stof ontdoen is een Sisyphean-inspanning. Geen enkel oppervlak blijft er lang vrij van. Het blijkt dat de ruimte enigszins vergelijkbaar is. De ruimte is gevuld met interplanetair stof, die de aarde voortdurend verzamelt terwijl ze rond de zon ploetert - in een baan, in de atmosfeer, en als het groot genoeg is, op de grond als micrometeorieten.

Hoewel exemplaren misschien niet groot zijn, het blijkt dat dergelijke stofdeeltjes de opvatting van wetenschappers over asteroïden en kometen hervormen en voldoende zijn om hele scènes in de geschiedenis van het zonnestelsel te reconstrueren.

Asteroïden en kometen zijn primitieve lichamen die zijn overgebleven van de vroege vorming van het zonnestelsel, dus hoe meer we kunnen weten over hun samenstelling, hoe meer we weten over waar ze gevormd zijn. Die asteroïden die zich in dezelfde buurt als kometen hebben gevormd, hebben de neiging om qua samenstelling dichter bij hen te staan.

Dr. Pierre Beck doet in het SOLARYS-project aan de Franse universiteit van Grenoble-Alpes een poging om het asteroïde-komeetcontinuüm af te breken en te categoriseren hoe vergelijkbaar asteroïden zouden kunnen zijn met kometen.

Er zijn officieel ongeveer een miljoen asteroïden geregistreerd en er zouden er nog veel meer moeten zijn, hij legt uit.

"Traditioneel, deze objecten zijn beschouwd als de meest primitieve in het zonnestelsel. Je kunt naar de ingrediënten kijken en zien wat er was, hoe ze werden aangegroeid en hoe ze lang geleden werden gevormd."

Vergelijkbaar oermateriaal dat de aarde of Mars heeft gevormd, heeft geologische activiteit ondergaan en is fundamenteel veranderd door omstandigheden zoals hitte, druk en erosie.

"De meest primitieve objecten komen daarom niet naar de aarde in de vorm van rotsen, maar in de vorm van stof, " zei hij. "Hoewel de verwachte (hoeveelheid) meteorieten die in een jaar naar de aarde komen misschien 5-6 ton is - voor stof is het 40, 000 ton."

Met behulp van monsters van interplanetair stof verzameld hoog in onze stratosfeer en micrometeorieten van ongerepte locaties zoals Antarctica, Dr. Beck gebruikt een nieuwe methode van infraroodspectroscopie in combinatie met atoomkrachtmicroscopen om hun spectra en eigenschappen op micrometerschaal te onderzoeken.

Als een archeoloog die artefacten van een opgraving plaatst, hij kan die resultaten vervolgens vergelijken met bestaande gegevens van asteroïden in de ruimte. "Als je een geoloog bent en je vindt een rots, je hebt een uitstulping en probeert de rots in zijn context te zien, ' zei dokter Beck.

verbindingen

Met behulp van veranderingen in infrarood laserlicht op monsters die slechts 10-20 micrometer zijn, zijn team kan voor het eerst silicaatmineralen en organische verbindingen uitkiezen zonder agressieve chemicaliën te gebruiken die het materiaal zouden verstoren. Ze construeren ook grotere modellen van de monsters in het laboratorium om te verfijnen waar ze op moeten letten om asteroïden en kometen te identificeren en te categoriseren met telescopen op de grond.

Wat ze in het stof hebben gevonden zijn complexe organische polymeren, rijk aan koolwaterstoffen en elementen zoals stikstof en zuurstof of soms deuterium (zwaar water).

"Er is een groot debat gaande over hoe deze buitenaardse organische stoffen werden gevormd. Een hypothese is dat ijsmengsels werden bestraald, maar in dat geval moeten verschillende soorten ijsmengsels verschillende soorten organische stoffen opleveren, " zei dr. Beck.

Het bestuderen van de chemische samenstelling van deze monsters zou hem moeten helpen meer te weten te komen over de oorsprong van asteroïden en het verschil tussen asteroïden van het D-type, donkere en moeilijk te detecteren lichamen, sommige met ijzige interieurs, die ontstaan ​​rond Jupiter en daarbuiten, en ijzige kometen.

"Als we dat begrijpen, het zal ons vertellen waar het buitenste zonnestelsel van is gemaakt en meer over de eerste dingen die in het zonnestelsel kwamen."

Weten waar bepaalde soorten organisch stof te vinden zijn, zou zelfs toekomstige ruimtesondes kunnen helpen.

"Je zou sommige van deze asteroïden kunnen zien als een brandstofbron, " zei hij. Als er verminderde organische verbindingen zijn, hij zegt, ze kunnen worden gebruikt als een bron van energie.

kometen

De aanwezigheid van dergelijke verbindingen in interplanetair stof is slechts één ding waardoor wetenschappers zich afvragen of asteroïden en kometen toch niet per se zo verschillend zijn. Dr. Jessica Agarwal van het CASTRA-project denkt dat er om andere redenen overlap kan zijn, te.

Met behulp van gegevens van de Rosetta-sonde van de European Space Agency die komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko bestudeerde, en van astronomische telescopen, Dr. Agarwal en haar team aan de Technische Universiteit van Braunschweig in Duitsland hebben gekeken naar hoe kometen en asteroïden actief materiaal de ruimte in zenden.

"We willen de processen die leiden tot veranderingen in de oppervlakken en het interieur van kometen en asteroïden beter begrijpen, "zei ze. "We hopen ook hun primitieve aard beter te begrijpen, of hoe ze 4,5 miljard jaar geleden waren."

Met behulp van gegevens van verschillende instrumenten aan boord van Rosetta, Het team van Dr. Agarwal heeft de eigenschappen van kometenstof in de omgeving van komeet 67P kunnen modelleren. Ze ontdekten dat de stofdeeltjes losse aggregaten zouden kunnen zijn van micron-sized silicaat en sub-micron-sized koolstofhoudende componenten.

"We observeren ook enorme materialen ter grootte van een rotsblok die uit komeet 67P komen, afkomstig van bepaalde specifieke plaatsen aan de oppervlakte... een fontein van keien, "Verklaarde Dr. Agarwal.

Actieve asteroïde

Kometen zijn niet de enige lichamen die materiaal uitstoten. Neem het geval van asteroïde 288P. Een zogenaamde actieve asteroïde die stof uitstraalt, van een afstand lijkt het op een komeet met een stoffige staart.

"Het rare aan 288P was dat de kern er dubbel uitzag... Ik dacht, misschien is het een binair getal?" zei Dr. Agarwal. "We moesten een paar jaar wachten om het van dichtbij opnieuw te kunnen observeren, en toen kregen we in 2016 meer Hubble-tijd en zagen we echt dat het twee componenten waren."

Hun metingen hebben uitgewezen dat deze eerste in zijn soort te observeren asteroïde bestaat uit twee stukken van vergelijkbare grootte, om elkaar heen draaien op 100 kilometer afstand.

"We hebben het bij toeval gevonden. We weten niet of er meer soortgelijke systemen zijn die we niet zien, ' zei Dr. Agarwal.

Ze theoretiseren dat de asteroïden werden bestraald door de zon en beginnen te draaien, in tweeën splitsten toen ze te snel ronddraaiden om bij elkaar te blijven. De afstand tussen het paar kan te wijten zijn aan een gasstraal die van het oppervlak verdampt en een steen als een raket wegdreef. Ze proberen nog steeds uit te zoeken wat de staart veroorzaakt.

Wetenschappers hebben lang gedacht dat asteroïden voornamelijk zijn geëvolueerd door botsingen, maar het is mogelijk dat voor kleinere asteroïden, snelle rotatie speelt net zo'n grote rol.

Hun onderzoek heeft een reeks actieve asteroïden aan het licht gebracht, van degenen die een eenmalige uitbarsting van activiteit hebben (als van een impact), voor degenen die herhaaldelijk uitbarstingen van stof uitstoten.

"Er vindt min of meer willekeurig een proces plaats dat de uitbarsting van stofwolken veroorzaakt, "Dr. Agarwal zei:verwijzend naar asteroïden die de herhaalde stofstoten uitstoten. "We denken dat het misschien een snelle rotatie is die aardverschuivingen veroorzaakt of iets dergelijks."

Het resultaat van dit alles is dat het onderscheid tussen kometen en asteroïden misschien meer een spectrum is dan een harde scheidslijn.

"De lijn wordt vager. Vroeger dachten we dat asteroïden rotsen waren, comets are icy. But now we see that there are comets that are almost inactive…and there are asteroids that are active. There is more of a transition between those two populations than we thought in the past, " Dr. Agarwal said.