Wetenschappers hebben voor het eerst in de ruimte watermoleculen ontdekt op het oppervlak van een asteroïde. De bevindingen onthullen nieuwe details over hoe water wordt gedistribueerd in het zonnestelsel en worden gedetailleerd beschreven in een studie gepubliceerd op 12 Het Planetaire Wetenschapsjournaal.
[Related: What astronomers learned from a near-Earth asteroid they never saw coming.]
Er zijn watermoleculen gedetecteerd in monsters van asteroïden die naar de aarde zijn teruggekeerd, maar dit is de eerste keer dat de moleculen zijn gedetecteerd op het oppervlak van een asteroïde in de ruimte. Het team bestudeerde vier silicaatrijke asteroïden met behulp van gegevens van het inmiddels ter ziele gegane Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA). Dit met een telescoop uitgeruste vliegtuig werd beheerd door het Duitse ruimtecentrum en NASA. Sommige waarnemingen met SOFIA’s Infrared Camera for Faint Objects (FORCAST)-instrument onthulden dat de asteroïden Iris en Massalia bewijs hebben van een specifieke golflengte van licht die aangeeft dat er watermoleculen op hun oppervlak aanwezig zijn. Asteroïde Iris heeft een diameter van maar liefst 200 kilometer en draait in een baan om onze zon, tussen Mars en Jupiter. Massalia heeft een diameter van ongeveer 130 kilometer en ligt ook dicht bij de Rode Planeet.
“Asteroïden zijn overblijfselen van het planeetvormingsproces, dus hun samenstelling varieert afhankelijk van waar ze zich in de zonnenevel hebben gevormd”, zegt co-auteur Anicia Arredondo, een astronoom en asteroïdespecialist bij het Southwest Research Institute, in een verklaring. “Van bijzonder belang is de verdeling van water op asteroïden, omdat dit licht kan werpen op hoe water op aarde werd afgeleverd.”
Droge silicaatsteroïden worden beschreven als watervrij en vormen zich meestal dichter bij de zon. Meer ijzige ruimterotsen zoals Chariklo bevinden zich verder van de zon. Als we begrijpen waar asteroïden zich in het zonnestelsel bevinden en waaruit ze zijn gemaakt, kunnen we leren hoe de materialen in ons zonnestelsel in de loop van de tijd zijn verspreid en geëvolueerd. Omdat water essentieel is voor al het leven op aarde, kan het bepalen waar water zou kunnen voorkomen, leiden tot de vraag waar we leven moeten zoeken in ons zonnestelsel en daarbuiten.
“We hebben een kenmerk ontdekt dat ondubbelzinnig wordt toegeschreven aan moleculair water op de asteroïden Iris en Massalia,” zei Arredondo. ‘We baseerden ons onderzoek op het succes van het team dat moleculair water vond op het zonverlichte oppervlak van de maan. We dachten dat we SOFIA konden gebruiken om deze spectrale signatuur op andere lichamen te vinden.’
SOFIA ontdekte watermoleculen in een van de grootste kraters van de maan op het zuidelijk halfrond. Eerdere waarnemingen van de maan en asteroïden hadden een vorm van waterstof gedetecteerd, maar konden geen onderscheid maken tussen water en een nauwe chemische neef genaamd hydroxyl. Het team vond ongeveer het equivalent van een waterfles van 350 ml in de krater. Water werd chemisch gebonden in mineralen en gevangen in een kubieke meter grond verspreid over het oppervlak van de maan.
“Gebaseerd op de sterkte van de band van spectrale kenmerken, komt de overvloed aan water op de asteroïde overeen met die op de zonverlichte maan,” zei Arredondo. “Op dezelfde manier kan water op asteroïden ook aan mineralen worden gebonden, maar ook worden geadsorbeerd aan silicaat en opgesloten of opgelost in het silicaat-inslagglas.”
[Related: NASA spacecraft Lucy says hello to ‘Dinky’ asteroid on far-flying mission.]
Parthenope en Melpomene waren de twee zwakkere asteroïden in het onderzoek, en de gegevens brachten geen definitieve conclusies over de aanwezigheid van watermoleculen aan het licht. Volgens het team is het FORCAST-instrument niet gevoelig genoeg om de spectrale kenmerken van water te detecteren als dit hier aanwezig is. Het team krijgt nu hulp van NASA’s James Webb-ruimtetelescoop om de nauwkeurige optica en het vermogen om infraroodsignalen te zien te gebruiken om andere doelen in de ruimte te onderzoeken.
“We hebben tijdens de tweede cyclus de eerste metingen gedaan voor nog twee asteroïden met Webb”, zei Arredondo. “We hebben nog een voorstel voor de volgende cyclus, waarin nog eens dertig doelen worden overwogen. Deze studies zullen ons begrip van de distributie van water in het zonnestelsel vergroten.”