Asteroïde Ryugu is vermoedelijk dicht bij de Zon geweest

Hoge resolutie opname van het oppervlak van Ryugu
Detailopname van het oppervlak van Ryugu. Credit: JAXA/U. Tokyo/Kochi U./Rikkyo U./Nagoya U./Chiba Inst. Tech./Meiji U./U. Aizu/AIST

De Japanse ruimtesonde Hayabusa2 is op de terugweg naar de Aarde maar wetenschappers zijn nog steeds druk bezig om de gegevens die de ruimtesonde tijdens zijn verblijf bij de asteroïde Ryugu heeft verzameld, te verwerken. Nieuwe afbeeldingen tonen ons in ongekend detail het oppervlak van de asteroïde en mogelijk ook een verklaring voor het vreemde tweekleurige uiterlijk.

Nieuw verwerkte opnames tonen het oppervlak met Ryugu met een resolutie van 1 millimeter per pixel. Deze enorm hoge resolutie zorgt er voor dat wetenschappers de asteroïde tot in detail kunnen bestuderen, waaronder ook de manier waarop de touchdown van de Hayabusa2 het oppervlak heeft beïnvloed. Het nieuwe onderzoek biedt ook een verklaring voor de vreemde verkleuring van de asteroïde: wellicht is Ryugu kort maar dicht bij de Zon geweest.

De afbeeldingen werden gemaakt op 21 februari 2019. De Hayabusa2 maakte toen de eerste van zijn twee touchdowns. Op het moment van contact schoot de sonde een projectiel in het oppervlak waardoor er materiaal vrijkwam. De tweede touchdown vond plaats op 11 juli 2019 en toen verzamelde de ruimtesonde materiaal dat naar de Aarde wordt teruggebracht. Een speciale container bevat (hopelijk) wat steentjes en stof. Deze container moet in december 2020 worden afgeleverd op Aarde. De Hayabusa2 is een missie van de Japanse ruimtevaartorganisatie JAXA.

Ryugu is ongeveer 300 miljoen kilometer van de Aarde verwijderd en heeft een doorsnede van 870 meter. De asteroïde lijkt op een draaiende tol en is in feite niet meer dan een grote berg puin. Ryugu is in een ver verleden ontstaan door een inslag die er voor zorgde dat de asteroïde in kleine stukjes uit elkaar viel. Deze stukjes hebben zich later weer samengevoegd tot een enkele asteroïde met een hele losse structuur.

De camera’s van de Hayabusa2 konden de landingsplaats en het omliggende gebied in groot detail vastleggen waardoor er veel rotsen en keien zichtbaar zijn. Wetenschappers kunnen nu de leeftijd van deze koolstofrijke asteroïde en zijn geologische geschiedenis beter bepalen.

Verdeling van het verschillend gekleurd materiaal op Ryugu
kaart van Ryugu die de rode en blauwe spectrale kenmerken laat zien. Credit: Morota et al., 2020

Een van de meer raadselachtige aspecten van Ryugu heeft te maken met twee verschillende types oppervlaktemateriaal. Eentje zorgt er voor dat de asteroïde er op middelbare breedte een beetje roodachtig uitziet en de andere zorgt voor een blauwachtige schijn rond de evenaar en de poolgebieden. De rotsen op de asteroïde lijken blauwig te zijn terwijl het fijner gekorrelde materiaal er omheen rood is. De krater met een blauwachtige kleur lijken jonger te zijn dan de krater met rood materiaal. Waarom dit zo is, is onbekend.

Per toeval lukte het de Hayabusa2 om het oppervlak te fotograferen voor en na de inslag van het projectiel. Het onderzoek beschrijft hoe de landing een laagje van donker, fijn gegranuleerd materiaal omhoog wierp dat overeenkomt met de rode delen van de asteroïde. Een vergelijking van deze materialen heeft geleid tot een interessante nieuwe theorie.

De onderzoekers schrijven in hun artikel dat het rood verkleuren van het oppervlak is te verklaren als Ryugu kortstondig een uitstapje heeft gemaakt richting de Zon, hierdoor zou het oppervlak worden verwarmd.

Oppervlakte details van de asteroïde Ryugu
Zij aan zij beelden van het oppervlak van Ryugu en de verdeling van de verschillende materialen. Credit: Morota et al., 2020

Wanneer dit gebeurd zou moeten zijn is onbekend. Gebruikmakende van modellen om de botsingsfreqenties in de tijd te schatten zijn er volgens de astronomen twee opties die afhankelijk zijn van de geschiedenis van de baan van de asteroïde en de tijd dat de asteroïde op zijn geboorteplek verbleef (de asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter)

Na de roodverkleuring van het oppervlak werden de rood verkleurde materialen verstoort en door inslagen, thermische vermoeidheid en massaverlies opnieuw verdeeld van de evenaar naar gemiddelde breedtes. Hierna vormde zich een gemengde laag van rode en blauwe materialen op het oppervlak van Ryugu.

Als de asteroïde niet weg is geweest van zijn geboorteplek dan zou de roodverkleuring ongeveer 300.000 jaar geleden hebben kunnen plaatsvinden maar als de asteroïde weg is geweest uit de hoofdgordel dan zou dit ook wel eens 8,5 miljoen jaar geleden kunnen zijn gebeurd. De leeftijd van Ryugu zelf wordt geschat op ongeveer 9 miljoen jaar.

Een andere mogelijkheid die de onderzoekers hebben overwogen is verwering in de ruimte want dit kan er ook voor zorgen dat het oppervlak rood verkleurt. Maar deze mogelijkheid werd uiteindelijk door de astronomen verworpen want deze verwering zorgt typisch voor een laagje met een dikte van slechts 100 nanometer. Verhitting door de Zon kan tientallen centimeters diep in het oppervlak doordringen en dit past goed met de diepte van de rode materialen op Ryugu.

Het mooie van de Hayabusa2-missie is dat de sonde een mengsel van rood en blauw oppervlaktemateriaal terugbrengt naar de Aarde. Dat heet, als de monstername succesvol is verlopen en dat zal men pas weten als de container met materiaal eind dit jaar op Aarde wordt afgeleverd.

Artikel: Sample collection from asteroid (162173) Ryugu by Hayabusa2: Implications for surface evolution

Eerste publicatie: 9 mei 2020
Bron: JAXA