Sono le 5 in punto da qualche parte e mentre qui sulla Terra, "l'happy hour" è comunemente associato al relax e alla bevanda fredda facoltativa, è allora che le cose si mettono in moto su Bennu, l'asteroide di destinazione della missione OSIRIS-REx della NASA.

In una speciale raccolta di articoli di ricerca pubblicata il 9 settembre nel Journal of Geophysical Research:Planets , il team scientifico di OSIRIS-REx riporta osservazioni dettagliate che rivelano che Bennu sta perdendo materiale su base regolare. La navicella spaziale OSIRIS-REx ha fornito agli scienziati planetari l'opportunità di osservare tale attività a distanza ravvicinata per la prima volta in assoluto, e la superficie attiva di Bennu sottolinea un quadro emergente in cui gli asteroidi sono mondi piuttosto dinamici. Le particelle in fuga sono l'inizio di molte rivelazioni:dal suo campo gravitazionale, alla sua composizione interna, Il carisma di Bennu continua a svilupparsi per la squadra.

Le pubblicazioni forniscono il primo sguardo approfondito sulla natura degli eventi di espulsione delle particelle di Bennu, dettagliare i metodi utilizzati per studiare questi fenomeni, e discutere i probabili meccanismi all'opera che inducono l'asteroide a rilasciare pezzi di se stesso nello spazio.

La prima osservazione di particelle che fuoriescono dalla superficie dell'asteroide è stata effettuata nel gennaio 2019, pochi giorni dopo l'arrivo della navicella a Bennu. Questo evento potrebbe essere passato completamente inosservato se non fosse stato per l'occhio attento dell'astronomo capo della missione e scienziato del Laboratorio Lunare e Planetario dell'Università dell'Arizona, Carl Hergenrother, uno dei principali autori della raccolta.

Proprio come gli esploratori oceanici nei secoli passati, la sonda spaziale si affida alle stelle per fissare la sua posizione nello spazio e rimanere in rotta durante il suo viaggio di anni nello spazio. Una telecamera di navigazione specializzata a bordo del veicolo spaziale riprende immagini ripetute delle stelle sullo sfondo. Incrociando le costellazioni la navicella spaziale "vede" con mappe stellari programmate, le correzioni di rotta possono essere apportate se necessario.

Hergenrother stava studiando attentamente queste immagini che l'astronave aveva ritrasmesso sulla Terra quando qualcosa attirò la sua attenzione. Le immagini mostravano l'asteroide che si stagliava contro un cielo nero punteggiato da molte stelle, tranne che sembravano essercene troppe.

"Stavo guardando gli schemi delle stelle in queste immagini e ho pensato, 'eh, Non ricordo quell'ammasso stellare, '", ha detto Hergenrother. "L'ho notato solo perché c'erano 200 punti di luce dove dovrebbero esserci circa 10 stelle. Oltre a quello, sembrava essere solo una parte densa del cielo."

Un'ispezione più attenta e l'applicazione di tecniche di elaborazione delle immagini hanno portato alla luce il mistero:l'"ammasso stellare" era infatti una nuvola di minuscole particelle che era stata espulsa dalla superficie dell'asteroide. Le osservazioni di follow-up effettuate dalla navicella spaziale hanno rivelato le strisce rivelatrici tipiche degli oggetti che si muovono attraverso l'inquadratura, distinguendole dalle stelle di fondo che appaiono ferme a causa delle loro enormi distanze.

"Pensavamo che la superficie ricoperta di massi di Bennu fosse la scoperta jolly dell'asteroide, ma questi eventi particellari ci hanno sicuramente sorpreso, " disse Dante Lauretta, Investigatore principale di OSIRIS-REx e professore presso LPL. "Abbiamo passato l'ultimo anno a indagare sulla superficie attiva di Bennu, e ci ha fornito una notevole opportunità per espandere la nostra conoscenza di come si comportano gli asteroidi attivi".

Da quando sono arrivato all'asteroide, il team ha osservato e monitorato più di 300 eventi di espulsione di particelle su Bennu. Secondo gli autori, alcune particelle fuggono nello spazio, altri orbitano brevemente intorno all'asteroide, e la maggior parte ricade sulla sua superficie dopo essere stata lanciata. Le espulsioni si verificano più spesso durante le due ore pomeridiane e serali locali di Bennu.

La navicella è dotata di un sofisticato set di occhi elettronici:la Touch-and-Go Camera Suite, o TAGCAM. Sebbene il suo scopo principale sia quello di assistere nella navigazione dei veicoli spaziali, TAGCAMS è stato ora messo in servizio attivo individuando qualsiasi particella nelle vicinanze dell'asteroide.

Utilizzando algoritmi software sviluppati presso il Catalina Sky Survey, specializzata nella scoperta e nel tracciamento di asteroidi vicini alla Terra rilevando il loro movimento contro le stelle sullo sfondo, il team di OSIRIS-REx ha scoperto che le particelle più grandi che eruttano da Bennu hanno un diametro di circa 6 centimetri (2 pollici). A causa delle loro piccole dimensioni e delle loro basse velocità - è come una pioggia di minuscoli sassolini in super-slo-mo - il team della missione non considera le particelle una minaccia per il veicolo spaziale.

"Lo spazio è così vuoto che anche quando l'asteroide emette centinaia di particelle, come abbiamo visto in alcuni eventi, le possibilità che uno di loro colpisca la navicella spaziale sono estremamente ridotte, "Hergenrother ha detto, "e anche se ciò dovesse accadere, la stragrande maggioranza di loro non è veloce o abbastanza grande da causare danni".

Durante una serie di campagne di osservazione tra gennaio e settembre 2019 dedicate al rilevamento e al monitoraggio della massa espulsa dall'asteroide, sono state studiate un totale di 668 particelle, con la stragrande maggioranza che misura tra 0,5 e 1 centimetri (0,2-0,4 pollici), e muovendosi a circa 20 centimetri (8 pollici) al secondo, veloce, o lento, come uno scarabeo che corre sul terreno. In un caso, un valore anomalo veloce è stato cronometrato a circa 3 metri (9,8 piedi) al secondo.

In media, gli autori hanno osservato da una a due particelle sollevate al giorno, con gran parte del materiale che ricade sull'asteroide. Aggiungete a ciò le piccole dimensioni delle particelle, e la perdita di massa diventa minima, Hergenrother ha spiegato.

"Per darti un'idea, tutte quelle 200 particelle che abbiamo osservato durante il primo evento dopo l'arrivo si adatterebbero su una piastrella da 4 pollici x 4 pollici, " ha detto. "Il fatto che possiamo persino vederli è una testimonianza delle capacità delle nostre fotocamere".

Gli autori hanno studiato vari meccanismi che potrebbero causare questi fenomeni, compreso il vapore acqueo rilasciato, impatti di piccole rocce spaziali note come meteoroidi e rocce che si spezzano a causa dello stress termico. Gli ultimi due meccanismi sono risultati essere le forze trainanti più probabili, confermando le previsioni sull'ambiente di Bennu basate su osservazioni a terra precedenti la missione spaziale.

Poiché Bennu completa una rotazione ogni 4,3 ore, i massi sulla sua superficie sono esposti a un costante ciclo termico poiché si riscaldano durante il giorno e si raffreddano durante la notte. Col tempo, le rocce si spezzano e si rompono, ed eventualmente le particelle possono essere lanciate dalla superficie. Il fatto che le espulsioni di particelle siano state osservate con maggiore frequenza nel tardo pomeriggio, quando le rocce si scaldano, suggerisce che il cracking termico è un fattore importante. La tempistica degli eventi è anche coerente con la tempistica degli impatti di meteoroidi, indicando che questi piccoli impatti potrebbero lanciare materiale dalla superficie. O, o entrambi, di questi processi potrebbe guidare le espulsioni di particelle, e a causa dell'ambiente di microgravità dell'asteroide, non ci vuole molta energia per lanciare un oggetto dalla superficie di Bennu.

"Le particelle sono state un regalo inaspettato per la scienza della gravità a Bennu poiché ci hanno permesso di vedere piccole variazioni nel campo gravitazionale dell'asteroide che altrimenti non avremmo saputo, " ha detto Steve Chesley, autore principale di uno degli studi pubblicati nella raccolta e ricercatore senior presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California. "Le traiettorie mostrano che l'interno di Bennu non è uniforme. Invece, ci sono sacche di materiale a densità più alta e più bassa all'interno dell'asteroide".

Delle particelle osservate dal team, alcuni avevano traiettorie suborbitali, tenendoli in aria per qualche ora prima che si riassestino, mentre altri volano via dall'asteroide per entrare nelle proprie orbite intorno al sole.

In un caso, il team ha tracciato una particella mentre girava intorno all'asteroide per quasi una settimana. Le telecamere della navicella hanno persino assistito a un rimbalzo, secondo Hergenrother.

"Una particella è scesa, ha colpito un masso ed è tornato in orbita, " disse. "Se Bennu ha questo tipo di attività, allora c'è una buona possibilità che tutti gli asteroidi lo facciano, e questo è davvero emozionante".

Mentre Bennu continua a svelarsi, il team di OSIRIS-REx continua a scoprire che questo piccolo mondo è incredibilmente complesso. Questi risultati potrebbero servire come pietra angolare per future missioni planetarie che cercano di caratterizzare e comprendere meglio come si comportano ed evolvono questi piccoli corpi.