Det finns asteroider i mörkret därute som vi bör veta mer om

 

2016 exploderade ett eldklot över Tjeljabinsk i Ryssland. Det var en ovanlig form av meteorit. Det ovanliga med denna och andra likartade är dess uppbyggnad av mörk materia som gör dem svårupptäckta innan de sveper in. De är skapade ur en process som kallas chockförmörkelse. Planetforskare har inte kunnat hitta en närliggande asteroidkälla för den här typen av meteoriter förrän nu.

I en ny artikel publicerad i Planetary Science Journal identifierade forskare vid University of Arizona en asteroid som fått beteckningen1998 OR2 som en som kan ses som en sådan chockmörknad meteorit. Den jordnära asteroiden är cirka 1 1/2 mil bred och närmade sig jorden under april 2020.

"Chockförmörkelse är en förändringsprocess som orsakas när något påverkar en asteroid tillräckligt mycket för att temperaturen helt eller delvis smälter dess mineral och förändrar asteroidens utseende både för det mänskliga ögat och i data", säger huvudstudieförfattaren Adam Battle,  UArizona - doktorand som studerar planetvetenskap. "Denna process har setts ha hänt i flera meteoriter men bara setts på asteroider i ett eller två fall långt ut i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter."

Battles rådgivare och studieförfattare Vishnu Reddy, professor i planetvetenskap, upptäckte att chockförmörkelse hänt  på asteroider i asteroidbältet 2013 och 2014. – Nedslag är mycket vanliga på alla  asteroider och alla fasta kroppar i solsystemet då  vi ser nedslagskratrar på dessa objekt från många bilder (men få ger en chockförmörkelse). Slagsmältning och chockförmörkande effekter på meteoriter som härrör från dessa nedslag på asteroider är sällsynta. Att hitta en jordnära asteroid som domineras av denna process har konsekvenser för konsekvensbedömning, säger Reddy. Adams arbete har visat att vanliga kondrit - asteroider kan framstå som kolhaltiga i våra klassificeringsverktyg om de påverkats av chockförmörkelse.

För denna studie använde Battle, Reddy och deras team RAPTORS-systemet, ett teleskop som finns ovanpå Kuiper Space Sciences-byggnaden på campus för att samla in data om 1998 OR2: s ytkomposition och bestämde att den såg ut som en vanlig kondrit asteroid. Kondrite-asteroider innehåller mineralerna olivin och pyroxen.

När teamet körde data genom ett klassificeringsverktyg visades det att asteroiden istället var en kolhaltig asteroid, en typ av asteroid som är karakteristiskt mörk och relativt funktionslös. "Missmatchningen var en av de tidiga sakerna som fick projektet att undersöka potentiella orsaker till avvikelsen", sa Battle. "Asteroiden är inte en blandning av vanliga kondrit- och kolhaltiga asteroider utan snarare är det en vanlig kondrit, baserad på dess minerologi som  ändrats - sannolikt genom en chockförmörkelseprocess - för att nu se ut som en kolhaltig asteroid i klassificeringsverktyget. "

Chockförmörkelse antogs finnas först i slutet av 1980-talet men man fick inte bevis för fenomenet  för att studera det förrän 2013 när eldklotet över Ryssland producerade meteoriter med chockmörkade egenskaper.

Forskare, inklusive Reddy började då bli mer intresserade av chockförmörkelse, och Reddy upptäckte snart chockmörkade asteroider i asteroidbältet. På jorden har 2 %, eller ungefär 1400 av cirka 60000 vanliga kondritmeteoriter genomgått en viss grad av chockförmörkelse eller nedslagsprocess, sade Battle.

Forskare kunde utesluta många andra potentiella orsaker till  att 1998 OR2 verkade vara en kolhaltig asteroid snarare än en vanlig kondrit. En möjlig orsak till avvikelsen kan vara vittring där exponering för rymdmiljön orsakar förändringar på asteroidens yta. Men om så vore fallet borde asteroiden vara något rödare i färgen än den är.

 Chockförmörkelse är en process som kan undertrycka utseendet på olivin och pyroxen samtidigt som asteroidens yta blir mörkare så att den ser ut som en kolhaltig asteroid.

Bild Wikimedia på okänd asteroid. Men de finns många därute och deras kurser vet vi oftast inte.

Ny teori om hur Jorden kom till

 

Den accepterade teorin inom astrofysik och kosmokemi är att jorden bildats av kondriter (asteroider av damm och sten från solsystemets bildande). De är relativt små, enkla block av sten med många gånger en metallhalt som bildats tidigt i solsystemets historia, förklarar den nya studiens huvudförfattare, Paolo Sossi, professor i experimentell planetologi vid ETH Zürich. Problemet med teorin som står i läroböcker och som man oftast utgår från är att ingen blandning av dessa kondriter kan förklara jordens exakta sammansättning vilken borde varit  mycket lägre i form av väte och helium än den är.

Olika hypoteser har lagts fram genom åren för att förklara skillnaden. Till exempel postulerades att det var kollisionerna av kondriter vilka  över tid bildade jorden genererade enorma mängder värme. Som förångade gas och lämnade planeten i sin nuvarande sammansättning.

Sossi är dock övertygad om att dessa teorier inte är sannolika då denna teori inte stämmer med mätresultat av isotopsammansättningen av jordens olika grundämnen: "Isotoper består av ett kemiskt grundämne  alla med samma antal av protoner men med olika antal neutroner. Isotoper med färre neutroner är lättare och bör därför kunna avdunsta lättare. Om teorin om förångning genom uppvärmning är korrekt skulle vi hitta färre av dessa isotoper av gas på jorden idag än i de ursprungliga kondriterna. Men det är just det som isotopmätningar inte visar.

Sossis team letade därför efter en annan lösning. – Dynamiska modeller med vilka vi simulerar bildandet av planeter visar att planeterna i vårt solsystem bildades successivt. Små korn växte med tiden till kilometerstora block och så fortsatte det. Mer och mer material ackumulerades genom gravitationskraften, förklarar Sossi.

I likhet med kondriter är planetsimalor  också små kroppar av sten och metall. Men till skillnad från kondriter har de värmts upp tillräckligt för att differentieras till en metallkärna med en stenig mantel. "Dessutom kan planetesimalor som bildas i olika områden runt en ung sol eller vid olika tidpunkter ha  olika kemiska sammansättningar", tillägger Sossi. Frågan är  om den slumpmässiga kombinationen av olika slag av planetesimalor i datasimuleringar resulterar i en sammansättning som matchar jordens.

Min uppfattning är att de alla bör ha ungefär samma sammansättning i ett specifikt solsystem. Men med vissa skillnader (min anm.).

För att ta reda på det körde teamet simuleringar där tusentals planetesimaler kolliderade med varandra i det tidiga solsystemet. Modellerna utformades på ett sådant sätt att de med tiden reproducerades till de fyra steniga planeterna Merkurius, Venus, Jorden och Mars. Simuleringarna visade då  att en blandning av många olika planetesimaler kan leda till jordens sammansättning. Dessutom är jordens sammansättning till och med det mest statistiskt sannolika resultatet utifrån  dessa simuleringar.

"Även om vi hade misstänkt det tyckte vi fortfarande att detta resultat var mycket anmärkningsvärt", minns Sossi. "Vi har nu inte bara en mekanism som bättre förklarar jordens bildande, vi har även en referens för att förklara bildandet av de andra steniga planeterna", säger Sossi. Mekanismen kan till exempel användas för att förutsäga hur Merkurius sammansättning skiljer sig från de andra steniga planeternas. Eller hur steniga exoplaneter vid andra solsystem kan vara sammansatta.

"Vår studie visar hur viktigt det är att överväga både dynamiken och kemin när man försöker förstå planetbildning", konstaterar Sossi.

Bild pixabay,com