Việc quan sát trực tiếp đầu tiên về nước trên bề mặt của một tiểu hành tinh đã được thực hiện bằng kính viễn vọng cận hồng ngoại trên không. Nước được phát hiện trên hai tiểu hành tinh bằng đá loại S, được cho là vốn đã khô ráo. Khám phá này có thể cung cấp những hiểu biết sâu sắc về lịch sử phức tạp và đầy biến cố của các tiểu thiên thể trong hệ mặt trời – và đặc biệt, quỹ đạo của chúng có thể đã phát triển như thế nào theo thời gian.
“Có một số giả thuyết mô tả một sự kiện có thể làm xáo trộn vành đai tiểu hành tinh,” giải thích. Anicia Arredondo của Viện Nghiên cứu Tây Nam ở San Antonio, Texas. Arredondo dẫn đầu nhóm tìm thấy nước và cô ấy kể Thế giới vật lý, “Trong thời gian đó, nước có thể đã được chuyển đến [tiểu hành tinh loại S]”.
Các khoáng chất ngậm nước bao gồm cacbonat, hydroxit, phyllosilicate và sunfat trước đây đã được phát hiện trên bề mặt của hàng trăm tiểu hành tinh. Tất cả những phát hiện này đều được thực hiện bằng cách nghiên cứu ánh sáng cận hồng ngoại có bước sóng khoảng 3 micron. Ánh sáng như vậy liên quan đến liên kết oxy-hydro được tìm thấy trong các phân tử nước cũng như nhóm hydroxyl(OH) đơn giản hơn. Kết quả là không thể phân biệt được nước và hydroxyl trên các tiểu hành tinh.
Máy bay phản lực jumbo
Để phân biệt sự khác biệt giữa nước và hydroxyl, nhóm của Arredondo đã chuyển sang một sứ mệnh chung của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Đức và NASA được gọi là Đài quan sát tầng bình lưu cho thiên văn hồng ngoại (SOFIA). Được vận chuyển bởi một chiếc Boeing 747SP với quãng đường bay lên tới 13 km, SOFIA là một kính viễn vọng hồng ngoại có đường kính 2.7 m có thể quan sát qua một cửa sập ở bên hông máy bay.
Năm 2021, các nhà thiên văn học dẫn đầu bởi Casey Honniball của Trung tâm bay không gian Goddard của NASA đã sử dụng SOFIA để xác nhận sự tồn tại của các phân tử nước trên mặt đầy nắng của Mặt trăng. Nó làm được điều đó bằng cách phát hiện tín hiệu hồng ngoại giữa ở kích thước 6.1 micron, chỉ được tạo ra bởi liên kết hóa học của các phân tử nước.
SOFIA đã thực hiện chuyến bay cuối cùng vào năm 2022, nhưng không phải trước khi nhóm của Arredondo hợp tác với Honniball để thực hiện các quan sát tương tự về bốn tiểu hành tinh loại S mà trước đây được phát hiện có dấu hiệu mơ hồ 3 micron.
của SOFIA DỰ BÁO thiết bị đã có thể xác nhận sự hiện diện của các phân tử nước trên bề mặt của hai tiểu hành tinh: 7 Iris và 20 Massalia. Hai tiểu hành tinh khác là 11 Parthenope và 18 Melpomene tỏ ra quá mờ nhạt để SOFIA có thể xác định xem chúng có nước hay không.
Một lượng nhỏ
Khi quan sát Mặt trăng, SOFIA phát hiện ra rằng mỗi mét khối regolith (vật liệu bề mặt) chứa khoảng 1/3 lít nước. Các tín hiệu từ Iris và Massalia cho thấy có lượng nước nhỏ tương tự trên bề mặt của các tiểu hành tinh đó.
Hiện nước này có dạng gì vẫn chưa được biết. Một khả năng là nó đã được hấp phụ vào silicat trong regolith, tạo thành một màng mỏng. Hoặc nước có thể bị liên kết hóa học với các khoáng chất trong lớp regolith.
Cả hai kịch bản này đều ngụ ý rằng Iris và Massalia được tạo ra từ nguồn nước này. Tuy nhiên, các nhà thiên văn học cho rằng các tiểu hành tinh loại S hình thành gần Mặt trời, nơi nhiệt độ cao sẽ đẩy nước đi.
Khả năng thứ ba là nước được đưa đến các tiểu hành tinh khô ban đầu do va chạm với các vật thể chứa nước. Trong kịch bản này, nước sẽ bị giữ lại bên trong các hạt thủy tinh cực nhỏ được hình thành trong quá trình va chạm.
Hành tinh lang thang
Các tác động có thể xảy ra vào thời điểm một số tiểu hành tinh và hành tinh được cho là đã dịch chuyển quỹ đạo của chúng. Một số mô hình – bao gồm Nice, Grand Tack và Jumping Jupiter – tất cả đều thừa nhận rằng trong giai đoạn đầu lịch sử của hệ mặt trời, quỹ đạo của một số hành tinh đã thay đổi.
Arredondo giải thích: “Tất cả các mô hình này đều mô tả chuyển động của các hành tinh khổng lồ, có thể gây ra nhiễu loạn lực hấp dẫn trên các tiểu hành tinh và làm xáo trộn chúng”. “Sao Mộc sẽ có ảnh hưởng lớn nhất vì nó lớn nhất.”
Mô hình Grand Tack cho rằng Sao Mộc di chuyển về phía Mặt trời, điều này có thể đã đẩy các tiểu hành tinh loại S ra xa Mặt trời. Sau đó, mô hình nói rằng Sao Mộc đã di chuyển ra khỏi Mặt trời, nơi nó chạm trán với các tiểu hành tinh loại C chứa cacbon. Chúng hình thành ở xa Mặt trời hơn loại S và do đó được cho là có chứa nước.
Sao Mộc sẽ phân tán các loại C vào phía trong, tập hợp với các loại S để tạo thành vành đai tiểu hành tinh. Ngày nay, loại S tập trung ở các vùng bên trong của vành đai tiểu hành tinh và loại C ở phần bên ngoài. Khi chúng trộn lẫn, sẽ xảy ra va chạm, với loại C nhỏ trút xuống loại S lớn hơn. Điều này đưa ra lời giải thích về cách nước tiếp cận các tiểu hành tinh loại S.
Tìm kiếm tiếp tục với JWST
Mặc dù các nhà khoa học tin rằng các tiểu hành tinh loại C có thể chứa nước nhưng điều này vẫn chưa được xác nhận. SOFIA đã ngừng hoạt động không thể giải quyết được vấn đề này. Vì vậy, nhóm của Arredondo đã chuyển sang Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) để tìm kiếm dấu hiệu 6.1 micron tương tự trên các tiểu hành tinh loại C.
Tiền sao phát sáng làm sáng tỏ nguồn gốc của nước trên Trái đất
Arredondo nói: “Cho đến nay, chúng tôi đã quan sát thấy hai tiểu hành tinh ở vành đai chính [với JWST] và đã gửi đề xuất quan sát nhiều hơn nữa”. Thế giới vật lý. Những tiểu hành tinh loại C này là 142 Polana và 225 Henrietta.
Arredondo cho biết: “Chúng tôi chưa hoàn thành quá trình phân tích để xem liệu chúng có nước hay không. Nhưng dựa trên thông số kỹ thuật của thiết bị, JWST phải đủ nhạy để phát hiện đặc điểm mà chúng tôi đang tìm kiếm”.
Nhóm nghiên cứu cũng hy vọng rằng việc khám phá ra nước nằm ở đâu trong vành đai tiểu hành tinh sẽ giúp làm sáng tỏ nguồn gốc của nước trên Trái đất. Điều này được cho là đến qua các vụ va chạm, nhưng liệu các vụ va chạm là với sao chổi, tiểu hành tinh loại C hay thậm chí là loại S thì vẫn chưa chắc chắn.
Nghiên cứu được mô tả trong Tạp chí Khoa học Hành tinh.
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
- PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://physicsworld.com/a/water-observed-on-asteroids-for-the-first-time/
