Studiando i segni di impatto sulla superficie dell'asteroide Bennu, l'obiettivo della missione OSIRIS-REx della NASA, un team di ricercatori guidato dall'Università dell'Arizona ha scoperto il passato dell'asteroide e ha rivelato che, nonostante si sia formato centinaia di milioni di anni fa, Bennu ha vagato nei dintorni della Terra solo di recente.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Natura, fornisce un nuovo punto di riferimento per comprendere l'evoluzione degli asteroidi, offre approfondimenti su una popolazione poco conosciuta di detriti spaziali pericolosi per i veicoli spaziali, e migliora la comprensione del sistema solare da parte degli scienziati.

I ricercatori hanno utilizzato immagini e misurazioni basate su laser prese durante una fase di rilevamento di due anni in cui la navicella spaziale OSIRIS-REx delle dimensioni di un furgone ha orbitato attorno a Bennu e ha battuto il record come la più piccola navicella spaziale ad orbitare attorno a un piccolo corpo.

Presentato alla giornata di apertura della riunione della Divisione di Scienze Planetarie dell'American Astronomical Society il 26 ottobre, il documento descrive in dettaglio le prime osservazioni e misurazioni di crateri da impatto su singoli massi su una superficie planetaria senz'aria dalle missioni Apollo sulla luna 50 anni fa, secondo gli autori.

La pubblicazione arriva pochi giorni dopo un importante traguardo per la missione OSIRIS-REx dell'Università dell'Arizona della NASA. Il 20 ottobre la navicella spaziale è scesa con successo sull'asteroide Bennu per prelevare un campione dalla sua superficie disseminata di massi, una novità per la NASA. Il campione è stato ora stivato con successo e sarà riportato sulla Terra per lo studio nel 2023, dove potrebbe fornire agli scienziati informazioni sulle prime fasi della formazione del nostro sistema solare.

Crateri d'impatto sulle rocce raccontano una storia

Sebbene la Terra sia colpita da più di 100 tonnellate di detriti spaziali ogni giorno, è praticamente impossibile trovare una parete rocciosa bucata da impatti di piccoli oggetti ad alta velocità. Per gentile concessione della nostra atmosfera, possiamo goderci qualsiasi oggetto più piccolo di pochi metri come una stella cadente piuttosto che dover temere di essere colpiti da ciò che essenzialmente equivale a un proiettile dallo spazio.

Corpi planetari privi di tale strato protettivo, però, sopportare tutto il peso di un perpetuo sbarramento cosmico, e hanno le cicatrici da mostrare per questo. Le immagini ad alta risoluzione scattate dal veicolo spaziale OSIRIS-REx durante la sua campagna di indagine di due anni hanno permesso ai ricercatori di studiare anche piccoli crateri, con diametri che vanno da un centimetro a un metro, sui massi di Bennu.

In media, il team ha scoperto che massi di 1 metro (3 piedi) o più grandi erano sfregiati da uno a 60 pozzi, colpiti da detriti spaziali di dimensioni variabili da pochi millimetri a decine di centimetri.

"Sono stato sorpreso di vedere queste caratteristiche sulla superficie di Bennu, ", ha detto l'autore principale del giornale, Ronald Ballouz, un ricercatore post-dottorato presso l'UArizona Lunar and Planetary Laboratory e uno scienziato con il gruppo di lavoro per lo sviluppo della regolite OSIRIS-REx. "Le rocce raccontano la loro storia attraverso i crateri che hanno accumulato nel tempo. Non abbiamo osservato nulla di simile da quando gli astronauti hanno camminato sulla luna".

Per Ballouz, cresciuto negli anni '90 nella Beirut del dopoguerra, Libano, l'immagine di una superficie rocciosa punteggiata da piccoli crateri da impatto ha evocato ricordi d'infanzia di muri crivellati di fori di proiettile nel suo paese d'origine devastato dalla guerra.

"Dove sono cresciuto, gli edifici hanno fori di proiettile dappertutto, e non ci ho mai pensato, " ha detto. "Era solo un fatto della vita. Così, quando ho guardato le immagini dell'asteroide, ero molto curioso, e ho subito pensato che queste dovessero essere caratteristiche di impatto."

Le osservazioni fatte da Ballouz e dal suo team colmano un divario tra i precedenti studi su detriti spaziali più grandi di pochi centimetri, sulla base degli impatti sulla luna, e studi di oggetti più piccoli di pochi millimetri, basato su osservazioni di meteore che entrano nell'atmosfera terrestre e impatti su veicoli spaziali.

"Gli oggetti che hanno formato i crateri sui massi di Bennu rientrano in questo vuoto di cui non sappiamo molto, "Ballouz ha detto, aggiungendo che le rocce in quella gamma di dimensioni sono un importante campo di studio, principalmente perché rappresentano pericoli per i veicoli spaziali in orbita attorno alla Terra. "Un impatto da uno di questi oggetti di dimensioni millimetriche o centimetriche alla velocità di 45, 000 miglia all'ora possono essere pericolose".

Ballouz e il suo team hanno sviluppato una tecnica per quantificare la forza degli oggetti solidi utilizzando osservazioni a distanza di crateri sulla superficie dei massi, una formula matematica che consente ai ricercatori di calcolare l'energia di impatto massima che un masso di una data dimensione e forza potrebbe sopportare prima di essere fracassato. In altre parole, la distribuzione dei crateri trovata oggi su Bennu conserva una registrazione storica della frequenza, dimensione e velocità degli eventi di impatto che l'asteroide ha sperimentato nel corso della sua storia.

"L'idea è in realtà piuttosto semplice, "Ballouz ha detto, usando un edificio esposto al fuoco dell'artiglieria come analogia con i massi su un asteroide. "Noi chiediamo, "Qual è il cratere più grande che puoi creare su quel muro prima che il muro si disintegri?" Sulla base delle osservazioni di più pareti della stessa dimensione, ma con crateri di diverse dimensioni, puoi farti un'idea della forza di quel muro."

Lo stesso vale per un masso su un asteroide o un altro corpo senz'aria, disse Ballouz, che ha aggiunto che l'approccio potrebbe essere utilizzato su qualsiasi altro asteroide o corpo senz'aria che astronauti o veicoli spaziali potrebbero visitare in futuro.

"Se un masso viene colpito da qualcosa di più grande di un oggetto che lascerebbe una certa dimensione, scomparirebbe e basta, " ha spiegato. In altre parole, la distribuzione delle dimensioni dei massi che hanno persistito su Bennu servono come testimoni silenziosi del suo passato geologico.

Un nuovo arrivato nel vicinato della Terra

Applicando la tecnica a massi di dimensioni variabili, dai ciottoli ai parcheggi, i ricercatori sono stati in grado di trarre deduzioni sulle dimensioni e sul tipo di impattori a cui sono stati esposti i massi, e per quanto tempo.

Gli autori concludono che i più grandi crateri sui massi di Bennu sono stati creati mentre Bennu risiedeva nella fascia degli asteroidi, dove le velocità di impatto sono inferiori rispetto all'ambiente vicino alla Terra, ma sono più frequenti e spesso vicino al limite di ciò che i massi potrebbero sopportare. crateri più piccoli, d'altra parte, sono stati acquisiti più di recente, durante il periodo di Bennu nello spazio vicino alla Terra, dove le velocità di impatto sono più elevate ma gli impatti potenzialmente distruttivi sono molto meno comuni.

Sulla base di questi calcoli, gli autori stabiliscono che Bennu è un nuovo arrivato nei dintorni della Terra. Sebbene si pensi che si sia formato nella fascia principale degli asteroidi più di 100 milioni di anni fa, si stima che sia stato espulso dalla cintura di asteroidi e sia migrato nel suo territorio attuale solo 1,75 milioni di anni fa. Estendere i risultati ad altri oggetti vicini alla Terra, o NEO, i ricercatori suggeriscono anche che questi oggetti probabilmente provengono da corpi genitori che rientrano nella categoria degli asteroidi, che sono per lo più rocciosi con poco o nessun ghiaccio, piuttosto che comete, che hanno più ghiaccio che roccia.

Mentre i modelli teorici suggeriscono che la cintura di asteroidi è il serbatoio per i NEO, nessuna prova osservativa della loro provenienza era disponibile oltre ai meteoriti che caddero sulla Terra e furono raccolti, ha detto Ballouz. Con questi dati, i ricercatori possono convalidare i loro modelli di provenienza dei NEO, secondo Ballouz, e fatti un'idea di quanto siano forti e solidi questi oggetti:informazioni cruciali per qualsiasi potenziale missione mirata agli asteroidi in futuro per la ricerca, estrazione di risorse o proteggere la Terra dall'impatto.