Aardse quasi-maan Kamo’oalewa is fragment van de Maan

De quasi-maan van de Aarde werd waarschijnlijk relatief recent in de geschiedenis van ons zonnestelsel wegeblazen van de echte Maan. Dit suggereert een recent onderzoek.

Kamo’oalewa, een 40 tot 100 meter Near Earth Object (NEO), werd tussen 1 miljoen en 10 miljoen jaar geleden bevrijd door een asteroïde-inslag, een inslag die de 22 kilometer brede Giordano Bruno-krater, blijkt uit onderzoek.

Kamo’oalewa, of “469219 Kamo’oalewa” zoals het object officieel wordt genoemd, werd in 2016 ontdekt door de Pan-STARRS 1 asteroïde survey-telescoop op Haleakala, Hawaï, als onderdeel van NASA’s planetaire verdedigingsinspanningen om ruimtestenen te ontdekken die mogelijk onze planeet zouden kunnen raken.

Kamo’oalewa, wat “draaiend hemellichaam” betekent in het Hawaïaans, bleek later synchroon met de Aarde rond de Zon te draaien en draait voor een asteroïde extreem snel om zijn as. Deze raadselachtige kenmerken brachten wetenschappers ertoe de oorsprong van de quasi-maan te onderzoeken. In 2021 bleek uit onderzoek dat de samenstelling van Kamo’oalewa vergelijkbaar is met rotsen die van de Maan zijn teruggevonden, wat duidt op de oorsprong van de Maan. De vraag was: waar op de Maan kwam het object precies vandaan?

De belangrijkste bevindingen van de onderzoekers zijn dat Kamo’oalewa afkomstig is van de Maan en niet uit de asteroïdengordel, dit in tegenstelling tot de meerderheid van de asteroïden die tot de NEO-populatie behoren.

Net als detectives hebben de onderzoekers alle bekende informatie over deze Kamo’oalewa en het maanoppervlak gebruikt om een scenario voor de oorsprong van dit object af te leiden, uitgaande van de inslag die de Giordano Bruno-krater veroorzaakte.

Het nabootsen van een “kosmische plaats delict” op de Maan

Het team verbond Kamo’oalewa met de Giordano Bruno-krater door te werken als onderzoekers van de plaats delict. Ze gebruikten een computermodel om het soort inslag na te bootsen dat een ruimtesteen als deze quasi-maan zou hebben veroorzaakt.

Dat betekende dat rekening moest worden gehouden met zaken als de grootte- en snelheidsverdeling van de resulterende ejecta en hun dynamische evolutie. Deze reconstructie toonde aan dat sommige ejecta uiteindelijk in een orbitale 1:1-resonantie met de Aarde zouden komen, met dezelfde dynamische eigenschappen als Kamo’oalewa.

De resultaten tonen aan dat Kamo’oalewa zeer waarschijnlijk een fragment van het maanoppervlak is waarvoor men nu, als het scenario klopt, een directe relatie heeft met een bekende krater.

Meestal is het beste wat astronomen kunnen doen het bepalen van het brongebied in de asteroïdengordel van een NEO, waarbij men alleen de huidige baan kent. In dit soort schattingen is het gebied meestal erg breed, zoals de binnenste of de buitenste asteroïdengordel. Nu heeft men een heel specifiek object en een specifieke locatie geïdentificeerd waar dit object vandaan komt.

De baan van Kamo’oalewa is niet stabiel waardoor het team deze in verband bracht met een krater die niet oud is, mogelijk met een leeftijd tussen de één en tien miljoen jaar.

Dan moest de krater ook niet te groot zijn, zodat een intact fragment ter grootte van Kamo’oalewa geproduceerd kon worden. De beste kandidaat was toen Giordano Bruno, die aan beide voorwaarden voldoet.

De impactmodellering van het team gaf hen ook een idee van de grootte van het ruimteprojectiel dat de bijna 22 kilometer brede maankrater en zijn quasi-maanuitwerping zou hebben gecreëerd. Ze schatten dat de asteroïde die de Maan trof een breedte van ongeveer 1,6 kilometer moet hebben gehad om de Giodrano Bruno-krater uit te snijden en Kamo’oalewa te bevrijden.

Als een asteroïde van een dergelijke omvang de Aarde zou raken zou er ongeveer dezelfde hoeveelheid energie vrijkomen als bij de ontploffing van een bom van één miljoen megaton.

De bevindingen hebben ook gevolgen voor ons begrip van de NEO-populatie rond de Aarde, wat impliceert dat een groter deel van deze objecten dan vermoed zou kunnen zijn ontstaan door inslagen op de Maan of andere objecten in ons zonnestelsel.

Hoewel de meerderheid van de NEO’s afkomstig is uit de belangrijkste asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter, kan een klein deel afkomstig zijn van de Maan of andere locaties. Als er iets ongewoons is en een oorsprong van de Maan mogelijk lijkt, dan weten astronomen nu dat men kan controleren of een fragment van de Maan naar de baan van het beschouwde object kan leiden en mogelijk de krater kan identificeren waar het vandaan komt, waardoor de cirkel wordt gesloten.

De onderzoekers voegden eraan toe dat de ontdekking dat de Giordano Bruno-krater en de NEO Kamo’oalewa waarschijnlijk met elkaar verbonden zijn een duidelijke herinnering is dat zelfs in dit latere, rustigere tijdperk van de 4,6 miljard jaar durende geschiedenis van ons zonnestelsel inslagen door enorme ruimterotsen kunnen plaatsvinden.

Dit benadrukt het belang van planetaire verdedigingsprojecten zoals de recente Double Asteroid Redirection Test (DART) van de NASA, waarin de effectiviteit werd bestudeerd van het omleiden van een asteroïde op ramkoers met de Aarde.

Inslagen vinden plaats in het binnenste van het zonnestelsel, maar terwijl sporen op Aarde worden uitgewist, worden ze op de Maan niet uitgewist. Onze natuurlijke satelliet bevat dus het verslag van de inslaggeschiedenis in de omgeving van de Aarde gedurende de afgelopen 4 miljard jaar. Dit is de reden waarom sommigen van de onderzoekers zeer betrokken zijn bij de verdediging van de planeet, de NASA DART-missie die de eerste asteroïde-afbuigingstest uitvoerde en de Hera-missie van de ESA, die de impact van DART in detail zal meten.

De onderzoekers geven toe dat de resultaten van hun onderzoek slechts voorlopig zijn. Dus, hoewel ze een sterk verband hebben aangetoond tussen Kamo’oalewa en de Maan, zal er verder onderzoek naar de asteroïde nodig zijn om dit verband te bevestigen.

De volgende meest opwindende studie van Kamo’oalewa zal worden aangeboden door de Chinese Tianwen-2 missie die in 2025 zou moeten starten om het oppervlak van de asteroïde te bemonsteren en de monsters terug te brengen naar de Aarde voor laboratoriumonderzoek. Dit is een zeer uitdagende missie want niemand heeft ooit zo’n klein object bezocht dat in slechts 28 minuten om zijn as draait.

De analyse van de monsters zal wetenschappers voor het eerst vertellen wat de fysische en thermodynamische toestand is van een fragment van deze omvang dat door een inslag uit het maanoppervlak is gehaald, iets wat men niet kan bepalen met behulp van een inslagmodel.

Het onderzoek werd onlangs in het tijdschrift Nature Astronomy gepubliceerd.

Artikel: Asteroid Kamo‘oalewa’s journey from the lunar Giordano Bruno crater to Earth 1:1 resonance. Yifei Jiao, Bin Cheng, Yukun Huang, Erik Asphaug, Brett Gladman, Renu Malhotra, Patrick Michel, Yang Yu & Hexi Baoyin

Eerste publicatie: 28 april 2024
Bron: space.com & anderen