Кредит: Pixabay/CC0 Public Domain
Примитивные астероиды, которые изучает аспирантка физики UCF Бриттани Харвисон, несут в себе следы своего происхождения и миллиарды лет истории нашей Солнечной системы.
Харвисон изучил библиотеку данных инфракрасного телескопа, чтобы проанализировать спектральный состав 25 членов семейства примитивных астероидов Эригон и помочь заполнить пробелы в нашем понимании создания нашей Солнечной системы.
Данные об астероидах Эригона, которые расположены в главном поясе астероидов, обнаруженном между орбитами Марса и Юпитера, были собраны в рамках проекта PRIMitive Asteroid Spectroscope Survey (PRIMASS), возглавляемого ученым-планетологом UCF Ноэми Пинилла-Алонсо.
Работа Харвисона, опубликованная в журнале «Икар», закладывает основу для будущих исследований и может приблизить ученых к выводу, принесли ли астероиды воду на Землю, и если да, то в каком количестве.
«Существуют теории, что Земля могла получить часть своей воды от примитивных астероидов в ранней Солнечной системе», — говорит Харвисон, который также является исследователем Космического института Флориды (FSI). «Большая часть этих теорий посвящена пониманию того, как эти примитивные астероиды оказались на пути Земли. Таким образом, исследование примитивных астероидов в Солнечной системе сегодня может помочь нарисовать картину того, что происходило все эти годы назад».
Некоторые из этих космических путешественников, включая астероиды семейства Эригоны, содержат гидратированные силикаты. Существующие гидратированные тела, которые продолжают двигаться по нашей Солнечной системе, могли бы рассказать нам больше о тех, кто столкнулся с Землей.
Это один из многих нерешенных вопросов, на которые Харвисон надеется ответить.
«В основном мы хотели посмотреть, существуют ли примитивные семейства астероидов, подобные семействам астероидов Эригона и Полана», — говорит Харвисон. «Мы использовали спектроскопию, чтобы изучить, какие минералы находятся на поверхности, чтобы понять их состав».
В результате исследования Харвисон и ее соавторы увидели, что семейства Erigone и Polana отличаются друг от друга в ближнем инфракрасном диапазоне, но что другие примитивные семейства имеют свои собственные уровни красного цвета в спектральном распределении, а также свои собственные уникальные уровни гидратация.
Другими словами, примитивные семейства во внутренней части Солнечной системы демонстрируют различные покраснения и гидратацию. Анализ и сравнение показывают, что эти семейства не связаны с предполагаемыми группами, подобными Эригоне или Полане, что бросает вызов ранее существовавшим теориям о том, где они могут находиться. Кроме того, один конкретный астероид, (52246) Дональдджохансон, по-видимому, принадлежит к семейству Erigone на основе его спектра.
Собираем воедино историю
Из-за важности понимания природы примитивных объектов многочисленные космические корабли нацелились на примитивные астероиды, такие как Hayabusa2 JAXA и OSIRIS-REx НАСА, которые посетили, изучили и вернули образцы с Рюгу и Бенну соответственно.
Бенну и Рюгу побудили исследователей продолжить изучение примитивных астероидов и выяснить, откуда они взялись, говорит Харвисон.
По словам Харвисона, Эригона была одним из последних фрагментов большой библиотеки данных PRIMASS, которая существовала, но еще не была изучена. PRIMASS стремится понять разнообразие свойств поверхности среди примитивных коллизионных семейств в поясе астероидов и составить карту их состава.
Семейство столкновительных астероидов относится к группе астероидов, которые, как полагают, возникли в результате распада более крупного родительского тела в результате столкновения. Члены столкнувшейся семьи предоставляют информацию о внутренней части неповрежденного тела, частью которого они были до удара.
Проект PRIMASS характеризует столкновительные семейства примитивных астероидов в главном поясе, и в частности те, которые могли бы стать источником примитивных околоземных астероидов, таких как Бенну и Рюгу.
Выводы, сделанные в результате изучения столкновительных семейств, таких как Эригона, являются важными кусочками головоломки в более широком стремлении понять создание нашей Солнечной системы.
«Большая задача заключалась в том, чтобы изучить примитивные семьи во внутренней части главного пояса астероидов, откуда, как полагают, вероятно, произошли Рюгу и Бенну», — говорит она. «Семейство Эригонов было последней частью головоломки, которая была помещена в библиотеку PRIMASS, чтобы предоставить полный контекст примитивных астероидов в этом регионе и позволить другим ученым анализировать данные».
Исследования Харвисона обеспечивают дополнительный контекст для предстоящей миссии НАСА «Люси», в рамках которой одноименный космический корабль посетит (52246) Дональдджохансона весной 2025 года, а затем продолжит исследование восьми троянских объектов (космических камней, запертых на орбите Юпитера) в 2027–2033 годах.
Взгляд в будущее
Соавтор исследования Марио Де Пра, научный сотрудник FSI, работал научным сотрудником и соруководителем Харвисона. Соавтор Пинилла-Алонсо является научным руководителем Харвисон и помогала Харвисон в ее исследованиях.
Пинилья-Алонсо говорит, что рада помочь Харвисону и видеть ее рост.
«Для меня было удовольствием видеть процесс и конечный результат», — говорит она. «Она связалась со мной в начале пандемии, когда мы все работали дома, чтобы выразить свою заинтересованность в получении степени доктора философии здесь, в UCF. Вот мы и прошли примерно три года: она проделала потрясающую работу, и есть еще кое-что, что нужно сделать. приходить.»
Пинилла-Алонсо и Харвисон говорят, что были удивлены тем, что никто не изучал спектроскопию семейства Эригонов.
«Когда Бриттани приступила к этому проекту, мы увидели, что нам не хватает одной части информации», — говорит Пинилла-Алонсо.
«ПРИМАСС завершил анализ видимого и ближнего инфракрасного диапазона всех примитивных семейств внутреннего пояса, но отсутствовало одно семейство: Эригоны. Это было очень важно, потому что именно семейство могло положить конец изучению внутреннего пояса. [asteroid] семейства поясов. Пока вы не зададите правильный вопрос или не получите инструменты, иногда вы не будете искать ответ. Но в данном случае мы провели наблюдения, и было ясно, что нам нужно их проанализировать».
Знания, полученные в результате изучения Бенну, Рюгу и примитивных семейств астероидов Эригона и Полана, послужат трамплином для будущих наблюдений космического телескопа Джеймса Уэбба и миссий НАСА.
«Это очень захватывающее время, когда мы просматриваем все эти новые данные, а космический телескоп Джеймса Уэбба принесет еще больше», — говорит Пинилла-Алонсо. «Я действительно думаю, что самое большое открытие еще впереди. Данные, которые мы можем собрать с Земли, ограничены. Теперь у нас есть лучший инструмент в космосе, чтобы продолжать узнавать больше».
Пинилла-Алонсо, Харвисон и другие исследователи из FSI планируют начать использовать JWST уже этим летом для наблюдения за Эригоной и другими примитивными астероидами и в течение примерно двух лет оценивать собранные спектры.
Харвисон сохраняет свой энтузиазм, поскольку она с нетерпением ждет продолжения своего анализа и дальнейшего раскрытия происхождения этих примитивных астероидов.
«Когда я смотрю на эти данные и изучаю что-то, что находится за миллионы миль от меня, возникает такое восхищение», — говорит Харвисон. «Мы можем оглянуться на миллиарды лет назад и изучить первоначальную структуру и состав ранней Солнечной системы, изучая поверхность этих астероидов. Это всегда меня волновало».
Информация от: Университетом Центральной Флориды.
