A gennaio 2019, La navicella spaziale OSIRIS-REx della NASA stava orbitando intorno all'asteroide Bennu quando le telecamere della navicella hanno catturato qualcosa di inaspettato:migliaia di minuscoli frammenti di materiale, alcuni appena grandi come biglie, cominciò a rimbalzare sulla superficie dell'asteroide, come una partita a ping-pong nello spazio. Da allora, molti di questi eventi di espulsione di particelle sono stati osservati sulla superficie di Bennu.

OSIRIS-REx è uno sforzo senza precedenti per indagare su cosa costituisce asteroidi come Bennu e su come si muovono nello spazio. Ma, come mostrano quelle particelle che saltano, la missione ha già riservato alcune sorprese.

"Studiamo gli asteroidi da molto tempo, e nessuno aveva mai visto questo fenomeno prima:queste piccole particelle che venivano sparate dalla superficie, " ha detto Daniel Scheeres, illustre professore nel dipartimento di scienze dell'ingegneria aerospaziale Ann e H.J. Smead. Dirige il team di scienze radiofoniche per OSIRIS-REx insieme a Jay McMahon di CU Boulder.

Ora, una serie di nuovi studi cerca di ricreare e comprendere gli eventi di espulsione delle particelle osservati, mettendo insieme cosa è successo e perché. Scheeres e McMahon si stanno concentrando su una domanda in particolare:in che modo tali particelle in salto possono cambiare il destino a lungo termine di Bennu e di altri asteroidi simili?

In una ricerca pubblicata su Journal of Geophysical Research:Planets , il duo e i loro colleghi riferiscono che eventi così apparentemente piccoli possono sommarsi nel tempo, forse anche contribuendo a dare all'asteroide la sua forma rivelatrice, che viene spesso paragonato a una trottola.

"Vogliamo sapere cosa significa per il quadro più ampio di come gli asteroidi vivono le loro vite, " ha detto McMahon, un assistente professore di ingegneria aerospaziale.

L'Università dell'Arizona dirige le operazioni scientifiche per OSIRIS-REx, che è stato costruito dalla Lockheed Martin con sede in Colorado. Il Goddard Space Flight Center della NASA nel Maryland gestisce la missione complessiva.

Perdita di massa

McMahon ha aggiunto che la vita di alcuni asteroidi può essere piuttosto caotica. Una classe di questi corpi, che gli scienziati chiamano asteroidi "attivi", perde una quantità significativa di materiale su base continuativa.

"Sono quasi un incrocio tra una cometa e un asteroide, " ha detto McMahon. "Stanno perdendo massa, ed è abbastanza consistente da poterlo vedere dalla Terra".

Fino a poco tempo fa, nessuno sapeva che la stessa cosa poteva accadere su scala molto più piccola. Ma questo è esattamente il caso di Bennu. Un'ipotesi suggerisce che i rapidi cambiamenti di temperatura potrebbero causare la deformazione e la rottura della superficie dell'asteroide, staccando piccoli frammenti di materiale. Un altro studio ha sostenuto che le espulsioni potrebbero essere il risultato di piccoli meteoroidi che colpiscono Bennu.

Sulla base delle osservazioni di OSIRIS-REx, le particelle espulse da Bennu possono essere grandi come palline da softball e raggiungere velocità di circa 7 miglia all'ora. Ancora più sorprendente, McMahon ha detto, un piccolo numero di questi frammenti sembrava fare l'impossibile:volarono via dalla superficie di Bennu, poi orbitò intorno all'asteroide per diversi giorni o più.

"Questo non dovrebbe accadere nella tipica meccanica orbitale, "Ha detto McMahon.

Metti in modo diverso, i calcoli orbitali di base suggeriscono che tutte queste particelle dovrebbero fare una delle due cose:saltare dalla superficie e cadere di nuovo giù o scappare dalla gravità di Bennu e non tornare mai più.

Sconfitti ravvicinati

Per scoprire perché alcuni non stanno giocando secondo le regole, McMahon e i suoi colleghi hanno utilizzato modelli computerizzati dettagliati per tracciare le traiettorie di oltre 17, 000 particelle di test espulse da Bennu. Hanno scoperto che un piccolo sottoinsieme di questi sembra ricevere un aiuto da una fonte improbabile:il sole.

McMahon ha spiegato che quando questi oggetti saltano dall'asteroide, sono esposti al calore e alle radiazioni provenienti dal sole e dallo stesso Bennu, solo un po', ma abbastanza per dare occasionalmente loro un leggero aumento di velocità. Con la giusta spinta, quelle particelle possono, essenzialmente, fallire nel cadere.

"La particella si avvicina molto alla superficie e manca di poco, " ha detto McMahon. "Se può farlo un paio di volte, allora può entrare in una situazione in cui può vivere in orbita per un bel po'".

In un altro studio pubblicato nella stessa serie, un team guidato da Scheeres e McMahon ha cercato di capire se gli eventi di espulsione potrebbero persino influenzare l'orbita di Bennu attorno al sole:la risposta probabilmente è no.

Il gruppo ha scoperto qualcos'altro di insolito:quando le particelle alla fine atterrano sulla superficie di Bennu, molti sembrano cadere in modo sproporzionato vicino al suo equatore, dove l'asteroide ha un rigonfiamento distinto. Di conseguenza, questi eventi potrebbero rimodellare l'asteroide nel corso di migliaia o milioni di anni spostando la massa dal nord e dal sud al centro.

I risultati sono il preludio a un altro evento importante nella vita di Bennu. Il prossimo mese, OSIRIS-REx si avvicinerà all'asteroide come mai prima d'ora. Una volta lì, la navicella utilizzerà un braccio retrattile per prelevare un campione dalla superficie e riportarlo a casa.

Scheeres e colleghi si aspettano risultati ancora più inaspettati da un asteroide già sorprendente.

I coautori del nuovo studio includono ricercatori del Jet Propulsion Laboratory, Istituto di scienze planetarie, Centro di volo spaziale Goddard della NASA, Lockheed Martin, Università dell'Arizona, La Open University e l'Università del Tennessee.